燃料电池的导电双极板制造技术

一种燃料电池导电双极板包括一金属板及一石墨层。金属板具有一表面，且在此表面上具有至少一个结合部。石墨层是通过结合部而与金属板结合。故，此燃料电池导电双极板可兼具高导电性及高刚性，适于提供燃料电池使用。与公知技术相较，以此种结构制成的燃料电池导电双极板，不仅可利用其优异的导电性能，提高燃料电池的发电效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种导电双极板，特别关于一种燃料电池的导电双极板。
技术介绍
地球环境污染问题持续加重，石油枯竭危机迫在眉睫，人类为了能源的使用问题 引发了一次又一次的国际纠纷，有形或无形的战火蔓延到世界的各个角落，而这些痛苦驱 使着科学家急切又努力地寻找新能源，尤其是无污染的替代能源。燃料电池，具有零污染、高转换效率以及添加氢能便可持续使用等优点，是被期待 能在家庭式独立发电、大楼小区或工商业备用发电、各式3C产品的电池以及汽机车或大型 巴士等领域中取代旧有动力来源的新兴技术。一颗燃料电池主要是由质子交换膜、触媒、气 体扩散层及导电双极板所组成，其中又以导电双极板与燃料电池的发电与电输出效率最息 息相关。适于燃料电池使用的导电双极板必须要具备导电性佳、抗氧化、抗腐蚀以及可制 作复杂微细的流道结构等特性；在满足这些条件的材质中，目前是以使用碳-碳复合式的 导电双极板最为普遍，产业接受度也最高，然而，这种以石墨为基材，再添加20%至40%树 脂所制成的复合碳板，本身可承受的应力不足，整体结构易碎，无法应用在震动的环境中； 但若以增加金属镀层的方式则又会造成导电双极板单价过于高昂，间接影响燃料电池的制 造成本。总体而言，若无法解决上述导电双极板的问题，必会形成燃料电池在市场推广的阻 碍，限制此一替代能源的发展。因此，如何提供一种燃料电池的导电双极板，其兼具高导电性与高刚性，避免在震 动环境中使用时导致导电双极板破碎的问题是当前重要的课题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种燃料电池的导电双极板，其兼具高导电性与高刚性，避 免在震动环境中使用时导电双极板破碎的问题。本专利技术可采用以下技术方案来实现的。本专利技术的一种燃料电池的导电双极板包括一金属板及一石墨层。金属板具有一表 面，且在此表面上具有至少一个结合部。石墨层是通过结合部而与金属板结合。前述的燃料电池导电双极板，其中所述燃料电池导电双极板是波浪形或凹凸形。前述的燃料电池导电双极板，其中所述结合部是所述金属板突出于所述表面的一 部分。前述的燃料电池导电双极板，其中所述结合部的至少一侧具有与所述表面间不连 续的一断面。前述的燃料电池导电双极板，其中所述结合部是V字形、U字形、梯形、马蹄形或星 芒形。前述的燃料电池导电双极板，其中所述石墨层含有树脂，且所述树脂含量约占所述石墨层重量百分比的0%至65%。借由上述技术方案，本专利技术的燃料电池导电双极板至少具有下列优点承上所述，因依据本专利技术的一种燃料电池导电双极板是通过在金属板的表面上设 置结合部，使石墨层可稳固地与金属板结合，进而产生一种具备高导电性及高刚性的双层 复合式导电双极板，适于提供燃料电池使用。与公知技术相较，以此种结构制成的燃料电池 导电双极板，不仅可利用其优异的导电性能，提高燃料电池的发电效率，还可以利用石墨优 异的抗化学腐蚀性能，降低燃料电池的酸性环境对于金属的腐蚀作用，此腐蚀作用将释出 金属阳离子阻断质子交换膜对氢离子(质子)的传导能力，导致电池寿命的减损。以石墨 层保护的金属双极板可提升燃料电池的寿命，有助于扩展燃料电池的应用范畴；再者，此种 燃料电池导电双极板也较能承受碰撞，方便燃料电池的搬运与运输，实现在剧烈动作的环 境中仍能以燃料电池作为动力来源的构想。附图说明图1是本专利技术优选实施例的燃料电池导电双极板的示意图；图2是图1中X-X剖面线所得的剖面示意图；图3是图1的燃料电池导电双极板的分解示意图；以及图4是本专利技术优选实施例的燃料电池导电双极板经冲压成型后的侧视图。主要元件符号说明1 燃料电池导电双极板11 金属板111 表面112:结合部12 石墨层A 断面X 剖面线具体实施例方式本专利技术的燃料电池导电双极板是适合燃料电池所使用，特别是质子交换膜燃料电 池。依据质子交换膜燃料电池的基本结构，主要是由两块燃料电池导电双极板中间夹以一 片膜电极组而组成，其中，膜电极组也是呈三明治式的结构，其是包括有一质子交换膜与两 侧黏贴的气体交换层；燃料电池导电双极板除用以收集质子交换膜燃料电池在反应中所释 放出来的电子外，更重要的是，燃料电池导电双极板上所制作的流道，负有输入与导流发电 反应所需的氢气与氧气的功能，是质子交换膜燃料电池中的关键构件。以下将参照相关图式，说明依本专利技术优选实施例的一种燃料电池导电双极板，其 中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。请参考图1所示，本专利技术的燃料电池导电双极板1包括有一金属板11以及一石墨 层12。在本实施例中，金属板11是一铝合金金属板，当然，金属板11也可以是其它材质或 合金的金属板11，使用上并无特别的限制；至于石墨层12是一柔性石墨层12，其主要是由 不含黏结剂的石墨成分所组成，此种柔性石墨层12具有极佳的导电性，比之复合式碳板更适于作为燃料电池中的导电组件，但是，石墨层12并非必要由不含黏结剂的石墨所组成， 而可在石墨层12的制作过程中依比例添加入适当的树脂成分，其中树脂的含量可占石墨 层12重量百分比的约0%至65%。金属板11具有一表面111，且在表面111上具有至少一个结合部112。请参考图 1所示，在本实施例中，结合部112是金属板11突出于表面111的一部份，至于结合部112 突出的倾角或长度则并无限制，可依据金属板11本身材质的特性与其后要结合的石墨层 12的厚度进行规划，然而，仍是以能提供金属板11与石墨层12间足够的结合力度，且同时 确保在结合后不会刺穿石墨层12结构为原则(如图2所示)。进一步检视，请参考图2所 示，在本实施例中，结合部112的至少一侧具有与金属板11的表面111间不连续的一断面 A，换句话说，单一结合部112所具有的断面A的数目是根据结合部112有多少侧面与表面 111间有不连续的情况而决定，并无特定的数目限制，举例说明，若结合部112有两侧和金 属板11的表面111是不连续，则此结合部112即具有两个断面A。由于结合部112是金属板11在受到冲压作用表面111发生撕裂所产生，故断面A 也可以视作为结合部112与金属板11间发生撕裂的位置，而可依冲压技术的不同为平整的 断面A或粗糙的断面A，请参考图2所示，在本实施例中，断面A是一平整的断面A。结合部 112的形状则同样可利用冲压作用所使用的技术与工具进行调整，而可以是各式适合提供 石墨层12结合的形状，其例如但不限于V字形、U字形、梯形、马蹄形或星芒形，请参考图3 所示，在本实施例中，结合部112是V字形，此种形状的结合部112除具有较容易以冲压方 式产生的特性外，更便于在后制过程中在燃料电池导电双极板1上规划导流气体所需的流 道。请参考图2所示，在本实施例中，本专利技术的燃料电池导电双极板1是通过金属板11 的表面111上的结合部112以将金属板11与石墨层12结合，而两者结合的方式是先独立 制成具有结合部112的金属板11与整片板状或层状结构的石墨层12，再将两者压合而成， 使得石墨层12能被结合部112咬合，进而稳固地结合于金属板11上(如图3所示)。如前所述，燃料电池导电双极板1的结构与材质必须要能适于在其上制作流道， 以负起输入与导流燃料电池发电反应所需气体的功能；据此，使用在燃料电池导电双极板 1上制作流道的方式可例如冲压成型，其是通过冲压作用使燃料电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池导电双极板，其特征在于，包括：一金属板，具有一表面，且于所述表面具有至少一个结合部；以及一石墨层，通过所述结合部而与所述金属板结合。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池导电双极板，其特征在于，包括一金属板，具有一表面，且于所述表面具有至少一个结合部；以及 一石墨层，通过所述结合部而与所述金属板结合。2.根据权利要求1所述的燃料电池导电双极板，其特征在于，所述燃料电池导电双极 板是波浪形或凹凸形。3.根据权利要求1所述的燃料电池导电双极板，其特征在于，所述结合部是所述金属 板突出于所述表面的一部分。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎明宇，李柏青，
申请(专利权)人：鼎佳能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]