一种燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层及制备方法，涉及燃料电池技术领域，解决了复合防护涂层的两相不同涂层之间存在相截面，影响涂层结合力的技术问题。该防护涂层包括从下到上的Cr<subgt;2</subgt;AlC‑MAX相涂层、至少一层复合梯度涂层和Cr<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;涂层，其中：所述复合梯度涂层为由相邻两层涂层经梯度过渡沉积加工而成。本发明专利技术通过梯度沉积消除了两相涂层间的相界面，有效的降低了涂层内应力，从而有效提高涂层的结合力；同时，可以有效避免单层涂层贯穿性缺陷的形成，从而提高涂层抗腐蚀性能，通过此方法制备出了抗腐蚀性能好、结合力强的燃料电池双极板防护涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池，尤其是涉及一种燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层及制备方法。

技术介绍

1、金属双极板因其具有良好的导电性、导热性、机械加工性、制作工序较少、可制作超薄双极板、工艺成熟等特点而被广泛关注和研究。同时，金属双极板与无孔石墨及复合材料相比具有较强的成本优势，可以大幅降低量产成本，作为燃料电池双极板运用具有巨大优势。但燃料电池双极板的工作环境通常是ph值为2-3、温度为80℃且含有f-、so42-等离子的酸性潮湿环境。这种环境易造成金属双极板表面产生严重的腐蚀。金属双极板腐蚀后，其表面会形成高界面接触电阻(icr)的金属钝化膜。同时，腐蚀造成金属溶解，产生金属离子，导致催化剂中毒和交换膜的污染，从而影响燃料电池的输出功率和使用寿命。因此，金属双极板的表面耐腐蚀能力是制约电池寿命的关键因素。

2、对双极板进行表面改性，是提高燃料电池双极板耐腐蚀性能可行的解决方案。常见的金属双极板防护涂层有金属氮化物涂层、金属碳化物涂层、金属氧化物涂层以及其他金属涂层(如贵金属涂层、合金涂层)等。目前在金属双极板表面涂层材料上广受关注的是具有优异本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层，其特征在于，包括从下到上的第一涂层、至少一层复合梯度涂层和第二涂层，其中：所述复合梯度涂层为由相邻两层涂层经梯度过渡沉积加工而成。

2.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层，其特征在于，所述第一涂层为Cr2AlC-MAX相涂层；和/或，所述第二涂层为Cr3C2涂层。

3.根据权利要求2所述的燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层，其特征在于，所述复合梯度涂层数量为一层，由所述Cr2AlC-MAX相涂层经梯度过渡沉积到所述Cr3C2涂层而形成。

4.根据权利要求2所述的燃料电池金属双极板复合梯度防...

【技术特征摘要】

1.一种燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层，其特征在于，包括从下到上的第一涂层、至少一层复合梯度涂层和第二涂层，其中：所述复合梯度涂层为由相邻两层涂层经梯度过渡沉积加工而成。

2.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层，其特征在于，所述第一涂层为cr2alc-max相涂层；和/或，所述第二涂层为cr3c2涂层。

3.根据权利要求2所述的燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层，其特征在于，所述复合梯度涂层数量为一层，由所述cr2alc-max相涂层经梯度过渡沉积到所述cr3c2涂层而形成。

4.根据权利要求2所述的燃料电池金属双极板复合梯度防护涂层，其特征在于，所述复合梯度涂层为由cr2alc-max相涂层和cr3c2涂层组成的混合层，且从下到上cr3c2涂层的成分占比逐渐增多。

5.一种制备方法，其特征在于，用于加工如权利要求1-4中任一所述防护涂层的方法，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中利用降低al靶功率并保持cr靶和c2h2的持续通入的梯度过渡沉积方式在cr2alc-max相涂层上形成复合梯度涂层，包括：

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤s3-s5中，磁控溅射沉积涂层过程中，磁控溅射靶正对金属双极板，金属双极板置于两种单元素靶cr靶和al靶中间，ar流量为10sccm～20sccm，c...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔星铖，李燕华，胡佳伟，肖彪，许鹏，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：