CN109360998A - 超薄金属复合双极板及其制备方法和包含其的燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超薄金属复合双极板及其制备方法和包含其的燃料电池，采用精密涂布及激光刻蚀技术，在超薄金属基材表面制备出具有超细流道的流场。与传统双极板相比，所述双极板既具有超薄厚度，又具有超细流道，可以有效降低燃料电池体积，提高膜电极电流密度，进而提高电池堆能量密度。本发明不需模具的设计、制造,生产周期短,可以实现工业化批量制备，降低燃料电池成本。本发明还涉及以这种超薄金属复合双板制备的燃料电池。

Description

超薄金属复合双极板及其制备方法和包含其的燃料电池

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体地说，涉及一种超薄金属复合双极板及其制备方法和包含其的燃料电池。

背景技术

燃料电池是一种高效的绿色发电装置，可以直接将储存在燃料如氢气和氧化剂如空气中的化学能高效、对环境友好地转化为电能。其中，质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高效节能、工作稳定、运行温度适中、冷启动时间短等优点,在车用、船用动力电源、备用电源、热电联供、特殊军用等领域具有重要应用前景。

目前，如何提升PEMFC的能量密度，降低生产成本，是其大规模商业化面临的重要课题。主要措施包括选择更低成本的材料、减少材料的用量、简化或改变电池结构、优化电池及其各部件的生产工序并实现批量化生产。

构成PEMFC电池堆的主要部件包括膜电极、扩散层、双极板、端板，在这几种部件中，端板仅在数十或数百单电池构成的电堆两端各有二片，而膜电极仅为数十微米，这两者在整个PEMFC电池堆中体积仅占很小一部分(约20％)，而传统的PEMFC电池堆所用石墨双极板厚度为3-8微米，因此，双极板占据了电堆体积的绝大部分(70-80％左右)，因此，要降低PEMFC体积，提高能量密度，制备尽量薄的双极板是最为重要措施。双极板(又称流场板)是燃料电池的核心部件，起着气体阻隔、气体的导流及分配、导电、支撑膜电极等作用。一般地，燃料和氧化剂进入由膜电极、扩散层和双极板、密封件组装成的燃料电池，都需要先通过双极板上的流场分配到的气体扩散层,再进入到催化层发生电催化反应，转化为电能，生成的水扩散到气体扩散层表面，再通过流场排出燃料电池。

传统的PEMFC双极板是在石墨光板上通过机加工雕刻流道而成，由于石墨性脆，机械强度有限，因此石墨双极板的厚度及在其上雕刻的流场的沟槽和脊的尺寸都较大，多在几个毫米量级，因此导致PEMFC电堆既厚且重，能量密度低。之后，人们将石墨或碳材料与树脂混合后采用模铸成型方法，直接制备带有流道的复合双板，虽能降低制造成本，但只适于大批量生产，同时由于模具及制备工艺问题，这种模铸双极板流道宽度不能做的很窄，多在400微米以上，同时，此工艺制备的极板，受材料强度限制，亦不能做的很薄，其整体厚度仅能降低到2-4毫米。

另一种双极板材料是金属双极板，多以不锈钢或钛合金薄板冲压成带有流道部件，再与其他部件通过粘接或焊接工艺组装双极板，这种方法亦可以大规模制备，但工艺较更为复杂。且初期制备模具投入巨大，且受模具精度限制，其厚度也仅能在1-2毫米左右，并且如何控制好金属片材成型过程中的应力、变形也是一个很大的问题。

在燃料电池中，流道的尺寸对电池性能具有重要作用，近年来世界各国新开发设计的流场板中或多或少存在不足之处。例如流场板的气流分布不够均匀、反应生成的水易积聚不易排出、流场结构设计易造成反应死区、膜电极局部温度过高等影响电池运行性能。一般来说，流道越窄，有效工作区内流道越窄，气体分配及热量传递越均匀，电池可以获得更高的电流密度。而模铸的复合石墨板或冲压的金属双极板，因受模具精度限制，流道宽度大多只能达到0.3-1.0毫米量级，还是难以满足电池要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种制备具有超薄、超细流道的复合双极板的工艺，以及应用该复合双极板的质子交换膜燃料电池(PEMFC)。

本发明涉及一种超薄金属复合双极板，包括：阴极流场单板，所述阴极流场单板包括超薄金属基材和涂覆于超薄金属基材一侧面的导电胶层，所述阴极流场单板的导电胶层上具有氧气/空气流场；阳极流场单板，所述阳极流场单板包括超薄金属基材和涂覆于超薄金属基材一侧面的导电胶层，所述阳极流场单板的导电胶层通过激光刻蚀有具有超细流道的氢气流场；液体流场单板，所述液体流场单板包括超薄金属基材和涂覆于超薄金属基材一侧面的导电胶层，所述液体流场单板的导电胶层通过激光刻蚀有具有超细流道的液体流场；所述阴极流场单板的超薄金属基材面与液体流场单板的超薄金属基材面粘合连接，所述液体流场单板的导电胶层面与阳极流场单板的超薄金属基材面粘合连接。

进一步，所述超薄金属复合双极板的一端设置有氧气/空气进口、液体进口和氢气进口，所述氧气/空气进口、液体进口和氢气进口均为由阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场板上对应设置的通孔叠加构成的孔状流道；所述超薄金属复合双极板的另一端设置有氧气/空气出口、液体出口和氢气出口，所述氧气/空气出口、液体出口和氢气出口均为由阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场板上对应设置的通孔叠加构成的孔状流道；

所述氧气/空气进口和氧气出口均与氧气流场相连通，所述液体进口和液体出口均与液体流场相连通，所述氢气进口和氢气出口均与氢气流场相连通。

进一步，所述氧气/空气流场包括多条超细流道，所述超细流道的深度为50-500微米，所述超细流道的宽度为50-500微米；所述液体流场包括多条超细流道，所述超细流道的深度为50-500微米，所述超细流道的宽度为50-500微米；所述氢气流场包括多条超细流道，所述超细流道的深度为50-500微米，所述超细流道的宽度为50-500微米。

本发明还提供一种超薄金属复合双极板的制备方法，包括如下步骤：

S1)通过精密涂布和激光刻蚀技术制备分别制备阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板；

S2)将阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板粘结压合在一起，得到超薄金属双极板。

进一步，所述所述步骤S1)包括：

S1-1)将超薄金属基材裁切成设计尺寸及形状的片材，并在片材的两端各打出三个通孔，洗净、晾干备用；

S1-2)通过精密涂布技术，在上述超薄金属片材的一侧，均匀涂布一层聚合物基导电胶层，经热处理，得到具有一定厚度导电胶层的涂布基板；

S1-3)将上述涂布基板置于激光刻蚀设备基台，通过真空吸附装置固定后，分别按照预先设计好的氢气流场、氧气/空气流场及液体流场形状的图纸进行激光刻蚀加工，得到具有超细流道的阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板。

进一步，所述步骤S2)包括：取步骤S1中制得的阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板，将阴极流场单板、阳极流场单板的超细金属基材面侧以及液体流场单板双侧的边缘密封区涂以密封粘结胶，之后按照阴极流场单板、超细金属基材和阳极流场单板的顺序将三种单板依次对齐，放入压紧装置压紧，待密封粘结胶固化后，得到超薄金属复合双极板。

进一步，所述超薄金属基材为表面处理过的金属箔材，所述金属箔材为不锈钢箔、金箔、银箔、铜箔、钛金属箔中的任一种，厚度为50-600微米；所述聚合物基导电胶为聚合物和导电填料的复合物，所述聚合物为酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、PEFT树脂、脲醛树脂、三元乙丙树脂、聚酰亚胺等中的一种或多种的混合物，所述导电填料为银粉、石墨粉、中间相炭微球、短切碳纤维、导电碳粉、石墨烯、碳纳米管等中的一种或多种的混合物，所述导电胶料的粘度在1000-20000厘泊之间，固化温度为50-150℃，固化时间为小于6小时，固化后的体积电阻率小于0.1Ωcm。

进一步，所述涂布方式为刮刀涂布、挤压涂布或微凹版；所述涂布后的热处理温度50-200℃，30分钟－6小时，所述涂布后的胶层厚度为50-500微米。

进一步，所述密封粘结胶为商品化的硅氧烷密封胶、环氧密封胶或酚醛密封胶，要求其固化条件为室温-150℃，固化时间在0.5-24小时内；所述密封粘结胶施胶方式为刷涂、喷涂、辊涂或点胶涂胶。

本发明的有益效果在于：与现有技术相比，该方法制备的燃料电池双极板既具有超薄厚度，又具有超细流道，可以有效降低燃料电池体积，提高膜电极电流密度，从而提升电池堆能量密度,此外，该工艺还具有生产过程无外力冲击、不变形、平整度好；不需模具的设计、制造,生产周期短、应变快等特点,可以实现工业化批量制备，降低燃料电池成本。

本发明还提供一种质子交换膜燃料电池，包括如上所述的超薄金属双极板，将膜电极、扩散层、超薄金属双极板以及端板等辅助部件叠加，得到质子交换膜燃料电池。

附图说明

图1为本发明实施例中的阴极(氧/空气)流场示意图；

图2为本发明实施例中的阳极(氢气)流场示意图；

图3为本发明实施例中的液体流场示意图；

图4为本发明实施例中的阴极流场单板、阳极流场单板、液体流场单板及双极板截面组合示意图。

附图标记说明：

1.阴极流场单板，2.阳极流场单板，3液体流场单板，4氢气进口，5氢气出口，6.液体出口，7.氧气出口，8.氧/空气进口，9.液体进口，10.脊，11.流道，12.氧/空气流场，13氧/空气流场边缘密封区，14.氢气流场，15.氢气流场边缘密封区，16.液体流场，17.液体流场边缘密封区，18.金属基板，19.导电胶层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的超薄金属双板板及其制备方法，以及质子交换膜燃料电池作进一步的详细说明。

需要指出的是，本发明的附图仅是为了方便表述本发明的实施方式而提供的示意图，并非是按比例绘制的，所公开的实施方式仅是可能以多种替代形式被实施的本发明的示范。这里所公开的具体细节及工艺条件不被解释为限制，而仅是本发明任何方面的基本代表或教导本领域技术人员多样地利用本发明的基本代表。另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

本发明提供一种超薄复合双板板的制备方法，其包括以下步骤：

S1：单板制备

S1-1)预裁切：将制备双极板的超薄金属基材按照双极板设计尺寸及形状(如图1-3所示)，采用激光切割或机械冲切等方式，在流体进出口位置裁出相应孔，并裁切出相应大小片材，洗净、晾干备用。

S1-2)涂布：通过精密涂布技术，在上述超薄金属片材的一侧，均匀涂布一层聚合物基导电胶层，经热处理，得到具有一定厚度导电胶层的涂布基板。

S1-3)激光刻蚀制备流场：

将上述涂布基板置入激光刻蚀设备基台，通过真空吸附装置固定后；预先设计好的氢气(阳极)、氧气、空气(阴极)及冷却液体流场形状的图纸，输入激光刻蚀设备操作***，按照设计图形进行激光刻蚀加工，将图纸中流体流道部分的胶层刻蚀掉，得到具有沟槽(即流道)、脊结构的阴极、阳极流场单板及液体流畅单板。

S2：粘结密封

将阴极流场单板、阳极流场单板气体流场的背面一侧以及液体流场单板两侧的边缘密封区，涂以密封粘结胶，之后将将三种单板依次严格对齐(即气体流场朝外)，放入压紧装置压紧,使三种单板紧密贴合，在一定温度下压合一定时间，待密封粘结胶固化后，得到本发明所述超薄金属双极板。

在上述S1-1步骤中：

所述制备双极板的基材为超薄金属基材，包括但不仅限于不锈钢箔、铜箔、钛金属箔等，其厚度为50-600微米。

所述的双极板上一定形状、尺寸的氢气、氧气(空气)、冷却液体进出口及流体流道，在燃料电池工作时，上述流体经进口进入，再进入流道，最后经出口排出电池。流道在电池中起到均匀分配流体，使膜电极表面电化学反应均匀，电流均匀化，同时还承担着带走电池生成的水、热的作用。流道类型(如蛇形流道、平行流道、直型流道、交趾型流道、岛型流道)、流道尺寸(流道宽度、深度，脊宽度)、流体进出口尺寸、数量、位置等都会电池性能产生重要影响。一般来说，不同电池类型、应用场景，所需的双极板流场的设计都有所不同。本发明附图仅为了方便描述本工艺过程，其他流场型式也可依据本发明所述工艺实现，也在本发明保护范围之内。

所述双极板在制备之前，基材按照双极板的设计尺寸及形状，采用激光切割或机械冲切等方式，裁切出相应大小片材，然后在流体进出口位置裁出相应孔，将所得片材洗净、晾干备用。

在上述S1-2步骤中：

通过精密涂布技术，在上述预裁切的金属片材的一侧，均匀涂布一层聚合物基导电胶层，经热处理，得到具有一定厚度导电胶层的涂布基板。这层固化后的导电胶层在后续步骤中通过激光刻蚀出设计形状的沟槽，得到流场流道。胶层下面的金属基材起到阻隔气体、液体及提供机械支撑的作用。

所述涂布方式为刮刀涂布、挤压涂布或微凹版或其他工业上可用的能精确控制涂布厚度的方式。

所述涂布的胶层厚度为50-500微米，也即将来流场中流道深度或者说脊的厚度不能超过为50-500微米。

所述的导电胶浆料可为市售商业化产品，也可根据使用要求委托专业厂家配制，其主要成分为聚合物(如酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、PEFT树脂、脲醛树脂等中的一种或多种的混合物)与导电填料(如银粉、石墨粉、中间相炭微球、短切碳纤维、导电碳粉、石墨烯、碳纳米管等中的一种或多种的混合物)的复合物。对所述导电胶料的性能要求如下：具有能够适用于丝网印刷的流动性(粘度在1000-20000厘泊)、合适的固化温度(50-200℃)、固化时间小于6小时，固化后的体积电阻率小于0.1Ωcm。

所述热处理温度50-200℃，15分钟－6小时，热处理过程的作用是，一方面保证导电胶层完成固化，另一方面消除加工过程产生的应力。

在上述S1-3步骤中：

所述双极板的制备过程，将上述涂布基板置入激光刻蚀设备基台，通过真空吸附装置固定后；预先设计好的氢气(阳极)、氧气(空气)(阴极)及冷却液体流场形状的图纸，输入激光刻蚀设备操作***，按照设计图形进行激光刻蚀加工，将图纸中流体流道部分的胶层刻蚀掉，刻蚀掉的部分构成流体的分配通道和流道(沟槽)，胶层剩余部分为流场的脊和边缘密封区，流道(沟槽)宽度与深度，根据预先设计图纸，由激光刻蚀设备操作诸元控制。所述沟槽(即流道)的深度为50-500微米，同时要保证比涂胶层厚度小5-50微米，以避免金属基材防腐涂层被破坏；流道与脊的设计宽度基本相同，在50-500微米范围内。经上述步骤得到具有设计结构的阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板。

在上述S2步骤中：

所述双极板由三种单板(阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板)，粘接压合得到。在阴极流场单板、阳极流场单板气体流场的背面一侧以及液体流场单板两侧的边缘密封区，涂以密封粘结胶，之后将将三种单板依次严格对齐(即气体流场朝外)，放入压紧装置压紧,使三种单板紧密贴合，在室温-150℃下，保持30分钟－24小时，待密封粘结胶固化后，得到本发明所述超薄金属双极板。

如图4所示，所述双极板外面两侧分别为气体流场，包括氢气流场(阳极)和氧气、空气流场(阴极)，中间为液体流场。

所述密封粘结胶为商品化的硅氧烷密封胶、环氧密封胶、酚醛密封胶等，为保证生产效率，要求其固化条件为室温-150℃，固化时间在30分钟-24小时内。

所述密封粘结胶施胶方式为刷涂、喷涂、辊涂或点胶涂胶等方式。

所述制备好超薄双极板与膜电极、扩散层组成单电池,多个单电池与端板等辅助部件叠加得到PEMFC燃料电池电堆，即质子交换膜燃料电池。

实施例1

(1)取表面处理过的不锈钢316L箔材(厚度100微米)，按照双极板设计尺寸及形状，采用激光切割方式，在图1-3所示流体进出口位置裁出相应孔，并裁切出相应大小片材，洗净、晾干备用。

采用刮刀涂布方法，在上述片材的一侧均匀涂布一层酚醛/石墨粉基导电胶浆料后，置于烘干装置，于110℃热处理60Min,得到涂布基板，所述导电胶层厚度控制在200微米。

将上述涂布基板置入激光刻蚀设备基台，通过真空吸附装置固定后；预先设计好的氢气(阳极)、氧气(空气)(阴极)及冷却液体流场形状的图纸，输入激光刻蚀设备操作***，按照设计图形进行激光刻蚀加工，将图纸中流体流道部分的胶层刻蚀掉，刻蚀掉的部分构成流体的分配通道和流道(沟槽)，胶层剩余部分为流场的脊和边缘密封区。根据预先设计图纸，由激光刻蚀设备操作诸元控制所刻蚀的流道深度深度为180微米，流道与脊的宽度均为200微米。

经上述步骤，得到具有超细流道的氢气(阳极)、氧气、空气(阴极)及冷却液体流场单板。

在上述阴极流场单板、阳极流场单板气体流场的背面一侧以及液体流场单板两侧的边缘密封区(图4-)，通过刷涂方式，涂以硅烷密封胶粘结胶料，之后将三种单板依次严格对齐(即气体流场朝外)，放入压紧装置压紧,使三种单板紧密贴合，在120℃下，保持0.5小时，待密封粘结胶固化，表面清洁后，得到本发明所述超薄金属复合双极板。

本实施例制备的双极板厚度为750微米，经检测表明，体积电阻率为0.06Ωcm，将其与20微米厚度膜电极(Pt载量0.4mg/cm2)、200微米厚扩散层组成单电池,进行电性能测试,氢气，空气)入口压力1.0atm,电池运行温度70℃条件下，测得电池电压0.65V时的电流密度高达1.9A/cm2。

实施例2

(1)取表面处理过的钛金属箔(厚度50微米)，按照双极板设计尺寸及形状，采用激光切割方式，在图1-3所示流体进出口位置裁出相应孔，并裁切出相应大小片材，洗净、晾干备用。

采用挤压涂布方法，在上述片材的一侧均匀涂布一层环氧/银粉基导电胶浆料后，置于烘干装置，于100℃热处理2小时,得到涂布基板，所述导电胶层厚度控制在100微米。

将上述涂布基板置入激光刻蚀设备基台，通过真空吸附装置固定后；预先设计好的氢气(阳极)、氧气(空气)(阴极)及冷却液体流场形状的图纸，输入激光刻蚀设备操作***，按照设计图形进行激光刻蚀加工，将图纸中流体流道部分的胶层刻蚀掉，刻蚀掉的部分构成流体的分配通道和流道(沟槽)，胶层剩余部分为流场的脊和边缘密封区。根据预先设计图纸，由激光刻蚀设备操作诸元控制所刻蚀的流道深度深度为80微米，流道与脊的宽度均为50微米。

经上述步骤，得到具有超细流道的氢气(阳极)、氧气、空气(阴极)及冷却液体流场单板。

在上述阴极流场单板、阳极流场单板气体流场的背面一侧以及液体流场单板两侧的边缘密封区(图4-)，通过滚涂方式，涂以环氧基密封粘结胶料，之后将三种单板依次严格对齐(即气体流场朝外)，放入压紧装置压紧,使三种单板紧密贴合，在150℃下，保持0.5小时，待密封粘结胶固化，表面清洁后，得到本发明所述超薄金属复合双极板。

本实施例制备的双极板厚度为450微米，经检测表明，体积电阻率为0.02Ωcm，将其与30微米厚度膜电极(Pt载量0.4mg/cm²)、260微米厚扩散层组成单电池,进行电性能测试,氢气，氧气入口压力0.8atm,电池运行温度80℃条件下，测得电池电压0.65V时的电流密度高达2.3A/cm²。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超薄金属复合双极板，其特征在于，包括：

阴极流场单板(1)，所述阴极流场单板(1)包括超薄金属基材和涂覆于超薄金属基材一侧面的导电胶层，所述阴极流场单板(1)的导电胶层上具有氧气/空气流场(12)；

阳极流场单板(2)，所述阳极流场单板(2)包括超薄金属基材和涂覆于超薄金属基材一侧面的导电胶层，所述阳极流场单板(2)的导电胶层通过激光刻蚀有具有超细流道的氢气流场(14)；

液体流场单板(3)，所述液体流场单板(3)包括超薄金属基材和涂覆于超薄金属基材一侧面的导电胶层，所述液体流场单板(3)的导电胶层通过激光刻蚀有具有超细流道的液体流场(16)；

所述阴极流场单板(1)的超薄金属基材面与液体流场单板(3)的超薄金属基材面粘合连接，所述液体流场单板(3)的导电胶层面与阳极流场单板(2)的超薄金属基材面粘合连接。

2.根据权利要求1所述的超薄金属复合双极板，其特征在于，所述超薄金属复合双极板的一端设置有氧气/空气进口(8)、液体进口(6)和氢气进口(4)，所述氧气/空气进口(8)、液体进口(6)和氢气进口(4)均为由阴极流场单板(1)、阳极流场单板(2)和液体流场板(3)上对应设置的通孔叠加构成的孔状流道；所述超薄金属复合双极板的另一端设置有氧气/空气出口(7)、液体出口(9)和氢气出口(5)，所述氧气/空气出口(7)、液体出口(9)和氢气出口(5)均为由阴极流场单板(1)、阳极流场单板(2)和液体流场板(3)上对应设置的通孔叠加构成的孔状流道；

所述氧气/空气进口(8)和氧气出口(7)均与氧气流场(12)相连通，所述液体进口(6)和液体出口(9)均与液体流场(16)相连通，所述氢气进口(4)和氢气出口(5)均与氢气流场(14)相连通。

3.根据权利要求1所述的超薄金属复合双极板，其特征在于，所述氧气/空气流场(12)包括多条超细流道，所述超细流道的深度为50-500微米，所述超细流道的宽度为50-500微米；所述液体流场(16)包括多条超细流道，所述超细流道的深度为50-500微米，所述超细流道的宽度为50-500微米；所述氢气流场(14)包括多条超细流道，所述超细流道的深度为50-500微米，所述超细流道的宽度为50-500微米。

4.一种质子交换膜燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1-3任一所述的超薄金属复合双极板。

5.一种如权利要求1-3任一所述的超薄金属复合双极板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)通过精密涂布和激光刻蚀技术制备分别制备阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板；

S2)将阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板粘结压合在一起，得到超薄金属双极板。

6.根据权利要求5所述的超薄金属复合双极板的制备方法，其特征在于，所述所述步骤S1)包括：

S1-1)将超薄金属基材裁切成设计尺寸及形状的片材，并在片材的两端各打出三种通孔，洗净、晾干备用；

S1-2)通过精密涂布技术，在上述超薄金属片材的一侧，均匀涂布一层聚合物基导电胶层，经热处理，得到具有一定厚度导电胶层的涂布基板；

S1-3)将上述涂布基板置于激光刻蚀设备基台，通过真空吸附装置固定后，分别按照预先设计好的氢气流场、氧气/空气流场及液体流场形状的图纸进行激光刻蚀加工，得到具有超细流道的阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板。

7.根据权利要求5所述的超薄金属复合双极板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2)包括：取步骤S1中制得的阴极流场单板、阳极流场单板和液体流场单板，将阴极流场单板、阳极流场单板的超细金属基材面侧以及液体流场单板双侧的边缘密封区涂以密封粘结胶，之后按照阴极流场单板、超细金属基材和阳极流场单板的顺序将三种单板依次对齐，放入压紧装置压紧，待密封粘结胶固化后，得到超薄金属复合双极板。

8.根据权利要求5所述的超薄金属复合双极板的制备方法，其特征在于，所述超薄金属基材为表面处理过的金属箔材，所述金属箔材为不锈钢箔、金箔、银箔、铜箔、钛金属箔中的任一种，厚度为50-600微米；所述聚合物基导电胶为聚合物和导电填料的复合物，所述聚合物为酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、PEFT树脂、脲醛树脂、三元乙丙树脂、聚酰亚胺等中的一种或多种的混合物，所述导电填料为银粉、石墨粉、中间相炭微球、短切碳纤维、导电碳粉、石墨烯、碳纳米管等中的一种或多种的混合物，所述导电胶料的粘度在1000-20000厘泊之间，固化温度为50-150℃，固化时间为小于6小时，固化后的体积电阻率小于0.1Ωcm。

9.根据权利要求6所述的超薄金属复合双极板的制备方法，其特征在于，所述涂布方式为刮刀涂布、挤压涂布或微凹版；所述涂布后的热处理温度50-200℃，30分钟－6小时，所述涂布后的胶层厚度为50-500微米。

10.根据权利要求7所述的超薄金属复合双极板的制备方法，其特征在于，所述密封粘结胶为商品化的硅氧烷密封胶、环氧密封胶或酚醛密封胶，要求其固化条件为室温-150℃，固化时间在0.5-24小时内；所述密封粘结胶施胶方式为刷涂、喷涂、辊涂或点胶涂胶。