用于燃料电池金属双极板的功能梯度碳基涂层及制备方法技术

本发明专利技术公开了用于燃料电池金属双极板的功能梯度碳基涂层及制备方法，功能梯度碳基涂层包括打底层和沉积在打底层上的非晶碳层，非晶碳层包括高偏压层和低偏压层，在非晶碳层中高偏压层和低偏压层交替设置或根据偏压值从高偏压层递减到低偏压层设置或根据偏压值从低偏压层递增到高偏压层设置。本发明专利技术的涂层中低偏压下形成的应力较弱的涂层与高偏压下形成的应力较大的涂层在制备的过程中互相“堆叠”，形成的多层结构，在服役的过程中，应力的强弱也会达到相互的平衡，最终能够优化涂层薄膜形貌，提升涂层薄膜的表面的质量和性能；同时涂层中sp2/sp3杂化比例达到平衡，优化了涂层成分，使得涂层兼具优异的导电性能和腐蚀性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
用于燃料电池金属双极板的功能梯度碳基涂层及制备方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种用于燃料电池金属双极板的功能梯度碳基涂层及制备方法。

技术介绍

[0002]双极板是质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的核心组件之一，根据材料不同分为石墨双极板、金属双极板和复合双极板三种类型。金属双极板具有机械强度高、导电性好、气密性好、成本低、制造方便等特点，一直以来都为研究的热点。金属双极板最大的优点是抗冲击性能优异，能够将双极板的厚度降低到0.5mm以下，从而使燃料电池小型化，提高电池的体积功率密度，这对于燃料电池的量产化和普及是非常重要的。常用的金属双极板材料主要为不锈钢与钛两类，在PEMFCs强酸(pH=3~5)、高温(60℃~95℃）、高湿环境并有一定的极化电位下运行，其表面产生具有一定抗腐蚀性能的钝化膜，降低腐蚀速率，但是也会明显增加双极板和碳纸之间的接触电阻。此外，当外界环境改变后钝化膜也会溶解并释放金属离子从而毒化催化剂、污染膜电极，降低电堆的整体性能。在金属双极板表面施加高导电、高耐蚀的防护涂层，是解决上述问题的不二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池金属双极板的功能梯度碳基涂层，其特征在于，包括：打底层，所述打底层沉积在金属双极板的基材上；沉积在所述打底层上的非晶碳层，所述非晶碳层和所述打底层均通过电弧离子镀方式制备，所述非晶碳层包括高偏压层和低偏压层，在所述非晶碳层中所述高偏压层和所述低偏压层交替设置或根据偏压值从所述高偏压层递减到所述低偏压层设置或根据偏压值从所述低偏压层递增到所述高偏压层设置。2.如权利要求1所述的功能梯度碳基涂层，其特征在于，在所述非晶碳层中所述高偏压层和所述低偏压层交替设置时，每层所述高偏压层的偏压值相等，每层所述低偏压层的偏压值相等。3.如权利要求2所述的功能梯度碳基涂层，其特征在于，一层所述高偏压层和一层所述低偏压层组成一个交替单元，交替单元数量在1以上，且每个交替单元中所述高偏压层的偏压值相等，所述低偏压层的偏压值相等。4.如权利要求1所述的功能梯度碳基涂层，其特征在于，在所述非晶碳层中根据偏压值从所述高偏压层递减到所述低偏压层设置时，从所述高偏压层到所述低偏压层的偏压值均匀递减。5.如权利要求1所述的功能梯度碳基涂层，其特征在于，在所述非晶碳层中根据偏压值从所述低偏压层递增到所述高偏压层设置时，从所述低偏压层到所述高偏压层的偏压值均匀递增。6.如权利要求1所述的功能梯度碳基涂层，其特征在于，所述低偏压层的偏压值为

【专利技术属性】
技术研发人员：贾逸轩，刘浩，杨培勇，耿赛赛，王文文，席烨廷，陆维，卢华兴，柴茂荣，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：