CN103614693A - 一种燃料电池金属极板表面改性层堵孔方法 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池金属双极板板表面改性层堵孔方法，包括用物理气相沉积法镀膜，表面改性层堵孔方法是在双极板在镀膜设备真空室内镀膜完毕后，使镀膜设备真空室内部压强达到0.1～10.0×10-3Pa、温度100～180℃；打开进气阀，使空气进入，镀膜设备真空室内压强范围1.1×10-2～105Pa；随设备自然冷却到20～50℃，打开真空室，即完成氧化堵孔处理。有益效果是：有效利用物理气相沉积法镀膜后设备的温度、真空度条件，在设备自然降温过程中对改性层堵孔，生产效率显著提高；不需新增设备、材料，无能源消耗，处理成本低；只对微孔氧化，可在保证导电性不改变的前提下，提升双极板耐蚀性，进而提高寿命。

Description

一种燃料电池金属极板表面改性层堵孔方法
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池金属极板表面改性处理技术。
背景技术
双极板是质子交换膜燃料电池的重要部件，需要同时具备优良的导电性能和耐蚀性能。为了提高电堆的比功率密度，金属材料双极板被认为是燃料电池车用的必然选择。因此，在金属板上制备耐蚀导电涂层意义重大。现有技术中，改性方法具备大批量生产可行性、同时改性层兼具耐蚀和导电性能的技术路线只有两大类：一是电镀贵金属，二是离子镀碳基多层复合膜。现有技术的这两类方法的不足是：电镀会产生大量污染，与燃料电池的绿色理念相悖，而且贵金属成本很高；离子镀碳基复合膜既有很好的耐蚀导电性，也可规模生产，过程环保。但是采用离子镀等物理方法制备的薄膜很难保证没有微孔。在燃料电池的腐蚀环境中，腐蚀介质将通过微孔进入膜层内部甚至达到金属基体，使双极板受到腐蚀损害。腐蚀产生的金属离子还能污染电极，导致电池性能下降；双极板严重腐蚀则会导致穿孔，严重影响镀膜双极板的耐久性及安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种在金属极板表面镀膜处理后进行堵微孔的方法。
本发明的技术方案是：一种燃料电池金属双极板表面改性层堵孔方法，包括用物理气相沉积法镀膜，物理气相沉积法镀膜装置包括抽真空***、抽气阀、样品转架、镀膜设备真空室和进气阀，其特征在于：所述燃料电池金属双极板表面改性层堵孔方法包括以下步骤：在金属双极板镀膜完成后，直接进行堵孔，所述直接进行堵孔是金属双极板镀膜完成后不取出金属双极板，直接打开抽气阀，使用抽真空***使镀膜设备真空室内部压强降至0.1～10.0×10-3Pa、温度100～180℃；关闭抽气阀和抽真空***；打开镀膜设备真空室的进气阀，使空气进入镀膜设备真空室中，控制镀膜设备真空室内压强，使之在1.1×10-2～105Pa；在此条件下保持30分钟，随镀膜设备真空室自然冷却至20～50℃时打开真空室，取出双极板，即完成镀膜金属极板的氧化堵孔处理。
本发明所述一种燃料电池金属双极板表面改性层堵孔方法，其特征在于：所述燃料电池金属双极板表面改性层堵孔方法，对已经镀过膜的金属双极板的堵孔方法包括以下步骤：
1）将镀过膜金属极板放置于物理气相沉积法镀膜设备的镀膜完毕后的镀膜设备真空室的样品转架上，关闭镀膜设备真空室；
2）打开抽气阀，使用抽真空***对镀膜设备真空室抽真空，使镀膜设备真空室内部压强达到0.1～10.0×10-3Pa、温度100～180℃，关闭抽气阀和抽真空***；
3）打开镀膜设备真空室的进气阀，使空气进入真空室中，控制镀膜设备真空室内压强，使之达到1.1×10-2～105Pa；
4）在步骤3）的条件下保持30分钟，随镀膜设备真空室自然冷却至20～50℃时打开真空室，取出双极板，即完成镀膜双极板的氧化堵孔处理。
本发明的原理是：镀膜完毕后，镀膜设备真空室内温度可达170°，利用镀膜完毕后镀膜设备真空室内预热对镀膜金属极板进行氧化处理，使镀膜金属极板微孔区域发生氧化反应，生成氧化层并填补微孔。提高镀膜金属极板的耐久性及耐蚀性。
本发明的有益效果是；
1、有效利用物理气相沉积法镀膜后设备的温度、真空度条件，在设备自然降温过程中对改性层堵孔，而不必再采用针对性后处理过程，生产效率显著提高；
2、不需新增设备、材料和能源消耗，处理成本低；
3.只对易氧化的微孔进行氧化，改性层主体不会发生氧化，可在保证导电性不会改变的前提下，提升了双极板表面的耐蚀性，进而提高了双极板的寿命。
附图说明
图1是物理气相沉积法镀膜装置示意图
附图中，1、抽真空***，2、抽气阀，3、样品转架，4、镀膜双极板，5、镀膜设备真空室，6、进气阀。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，质子交换膜燃料电池用镀膜不锈钢双极板表面膜层堵孔处理方法，处理装置包括抽真空***1、抽气阀2、样品转架3、镀膜双极板4、镀膜设备真空室5和进气阀6。
对进行镀膜的双极板，双极板镀膜完成后不取出，直接打开镀膜设备真空室5的抽气阀2，使用抽真空***1使镀膜设备真空室5内部压强降至5×103Pa5×10-3Pa，关闭抽气阀2和抽真空***1；打开镀膜设备真空室5的进气阀6，使空气进入镀膜设备真空室5中，控制镀膜设备真空室5内压强，使之在1.01×105Pa；在此条件下保持30分钟，随镀膜设备真空室自然冷却至20～50℃时打开真空室，取出双极板，即完成镀膜双极板4的氧化堵孔处理。
对已经镀过膜的双极板进行堵孔处理，将镀膜双极板4放置于镀膜设备真空室5的样品转架上。先打开抽气阀2，使用抽真空***对镀膜设备真空室5抽真空，使其内部压强至5×10-3Pa，关闭抽气阀和抽真空***1。打开进气阀6，使空气进入镀膜设备真空室5，使镀膜设备真空室5内的压强达到1.01×105Pa，保持30分钟，随镀膜设备真空室自然冷却至20～50℃时打开真空室，取出双极板，即完成了镀膜双极板4的氧化处理。

Claims (2)

1.一种燃料电池金属双极板表面改性层堵孔方法，包括用物理气相沉积法镀膜，物理气相沉积法镀膜装置包括抽真空***（1）、抽气阀（2）、样品转架（3）、镀膜设备真空室（5）和进气阀（6），其特征在于：所述燃料电池金属双极板表面改性层堵孔方法包括以下步骤：在金属双极板镀膜完成后，直接进行堵孔，所述直接进行堵孔是金属双极板镀膜完成后不取出金属双极板，直接打开抽气阀（2），使用抽真空***（1）使镀膜设备真空室（5）内部压强降至0.1～10.0×10-3Pa、温度100～180℃；关闭抽气阀（2）和抽真空***（1）；打开镀膜设备真空室（5）的进气阀（6），使空气进入镀膜设备真空室（5）中，控制镀膜设备真空室（5）内压强，使之在1.1×10-2～105Pa；在此条件下保持30分钟，随镀膜设备真空室（5）自然冷却至20～50℃时打开真空室，取出双极板，即完成镀膜金属极板（4）的氧化堵孔处理。
2.根据权利要求1所述一种燃料电池金属双极板表面改性层堵孔方法，其特征在于：所述燃料电池金属双极板表面改性层堵孔方法，对已经镀过膜的金属双极板的堵孔方法包括以下步骤：
1）将镀过膜金属极板（4）放置于物理气相沉积法镀膜设备的镀膜完毕后的镀膜设备真空室（5）的样品转架（3）上，关闭镀膜设备真空室（5）；
2）打开抽气阀（2），使用抽真空***（1）对镀膜设备真空室（5）抽真空，使镀膜设备真空室（5）内部压强达到0.1～10.0×10-3Pa、温度100～180℃，关闭抽气阀（2）和抽真空***（1）；
3）打开镀膜设备真空室（5）的进气阀（6），使空气进入真空室中，控制镀膜设备真空室（5）内压强，使之达到1.1×10-2～105Pa；
4）在步骤3）的条件下保持30分钟，随镀膜设备真空室（5）自然冷却至20～50℃时打开真空室，取出双极板，即完成镀膜双极板（4）的氧化堵孔处理。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015188354A1 (zh) * 2014-06-12 2015-12-17 深圳市大富精工有限公司 一种真空镀膜设备以及真空镀膜的方法
CN109560289A (zh) * 2018-12-26 2019-04-02 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN109560290A (zh) * 2018-12-26 2019-04-02 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN109755592A (zh) * 2018-12-26 2019-05-14 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101510611A (zh) * 2008-01-03 2009-08-19 通用汽车环球科技运作公司 钝化金属双极板及其制造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101510611A (zh) * 2008-01-03 2009-08-19 通用汽车环球科技运作公司 钝化金属双极板及其制造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
任延杰等: "质子交换膜燃料电池金属双极板的腐蚀与表面防护研究进展", 《腐蚀科学与防护技术》, vol. 21, no. 4, 25 July 2009 (2009-07-25), pages 388 - 392 *
何广利等: "PEMFC金属双极板", 《化工装备技术》, vol. 24, no. 3, 30 June 2003 (2003-06-30), pages 53 - 56 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015188354A1 (zh) * 2014-06-12 2015-12-17 深圳市大富精工有限公司 一种真空镀膜设备以及真空镀膜的方法
CN109560289A (zh) * 2018-12-26 2019-04-02 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN109560290A (zh) * 2018-12-26 2019-04-02 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN109755592A (zh) * 2018-12-26 2019-05-14 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN109755592B (zh) * 2018-12-26 2023-10-27 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN109560290B (zh) * 2018-12-26 2023-10-27 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN109560289B (zh) * 2018-12-26 2023-11-28 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池

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