CN101673826A - 一种燃料电池不锈钢双极板耐蚀表面处理方法 - Google Patents

一种燃料电池不锈钢双极板耐蚀表面处理方法 Download PDF

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Abstract

一种燃料电池不锈钢双极板耐蚀表面处理方法，先将不锈钢阳极单极板和不锈钢阴极单极板用激光焊接或钎焊成双极板，然后对双极板的氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理，再对冷却腔工作面作耐腐蚀处理。本发明优点是：将氢腔、氧腔和冷却腔分开作表面处理，可大大降低双极板的制造成本；对冷却腔表面钝化处理的方法是在模拟冷却剂的条件下进行的，方法简单，可靠。为双极板制造提供了先焊接后作表面处理的工艺方法，有利于双极板的规模化生产。

Description

一种燃料电池不锈钢双极板耐蚀表面处理方法
技术领域
本发明涉及质子交换膜燃料电池领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池用双极板。
背景技术
现有技术中，金属双极板通常是先对单极板作表面导电耐腐蚀处理，然后将经过导电耐腐蚀处理后的两片单极板焊接或粘结成双极板。现有技术的不足是；先对单极板作表面导电耐腐蚀处理，两片单极板将有四个面需要做导电耐腐蚀处理，表面处理成本大，而且经过表面导电耐腐蚀处理后的金属表面，在焊接或粘结成双极板时，焊接或粘结面都需要进行再处理，才能保证焊接或粘结面的电性能。这样，不仅再处理焊接或粘结面要增加处理成本，再处理的过程也属重复性处理。如果先焊接再表面处理，表面处理成本可以降低一半，但是两片单极板形成的内部排热腔的抗腐蚀问题又很难得到解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种先将单极板焊接或粘结成双极板，然后对双极板作表面处理的方法。
本发明的目的是通过以下的技术方案实现的：一种燃料电池不锈钢双极板耐蚀表面处理方法，包括对双极板氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理和对冷却腔工作面的耐腐蚀处理，其特征在于所述的对双极板氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理和对冷却腔工作面作耐腐蚀处理的方法是：先将不锈钢阳极单极板和不锈钢阴极单极板用激光焊接或钎焊成双极板，然后对双极板的氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理，再对冷却腔工作面作耐腐蚀处理。
本发明所述的一种燃料电池不锈钢双极板耐蚀表面处理方法，其特征在于所述对双极板的氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理以及对冷却腔工作面作耐腐蚀处理包括如下步骤：
a)用通用方法将双极板的氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理；
b)用聚酯、聚碳和PVC薄片中的一种制成与膜电极相同结构的膜；
c)将步骤a)用通用方法对氢腔和氧腔工作面作过导电耐腐蚀处理的双极板用燃料电池密封件、步骤b)用聚酯、聚碳或PVC薄片制成的与质子交换膜相同结构的膜和燃料电池端板组装成燃料电池假堆，燃料电池假堆中，用聚酯、聚碳或PVC薄片制成的与膜电极相同结构的膜放置在真实燃料电池堆膜电极放置的位置；
d)向燃料电池假堆的冷却腔通入不锈钢钝化液，同时，分别向燃料电池假堆的氢气腔和空气腔通入空气，保持三腔压力相等，并将不锈钢钝化液在燃料电池假堆冷却腔内循环5-40分钟，直至双极板冷却腔内与冷却剂接触的不锈钢表面完全钝化。
本发明所述的提高燃料电池不锈钢双极板排热腔耐蚀性方法，其特征在于所述不锈钢钝化液是硝酸、硫酸、草酸或其他酸混合液。
本发明具有如下优点：
a)将氢腔、氧腔和冷却腔分开作表面处理，可大大降低双极板的制造成本；
b)对冷却腔表面钝化处理的方法是在模拟冷却剂的条件下进行的，方法简单，可靠。
c)为双极板制造提供了先焊接后作表面处理的工艺方法，有利于双极板的规模化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例的双极板是用未经表面处理的单极板经激光焊接而成，首先用通用的电镀方法在双极板的氢腔和氧腔工作面镀一层银，镀层厚度0.02mm。然后通过以下实施例对双极板的冷却腔进行处理：
实施例1：利用聚酯膜为假膜电极，配合密封胶线和端板等，把氢腔和氧腔镀银的双极板组装成电池假堆，将20％的硝酸水溶液通入电池假堆的冷却腔，温度为室温，利用循环泵循环30Min。
实例2：利用聚酯膜等为假膜电极，配合密封胶线和端板等，把氢腔和氧腔镀银的双极板组装成电池假堆，将20-50％的硝酸和2-3％重铬酸钾水溶液通入电池假堆的冷却腔，温度为20~30度，利用循环泵循环30-40Min。
实例3：利用聚酯膜等为假膜电极，配合密封胶线和端板等，把氢腔和氧腔镀银的双极板组装成电池假堆，将15-25％的硝酸和1-3％氢氟酸水溶液通入电池假堆的冷却腔，温度为60度，利用循环泵循环5-30Min。

Claims (3)

1、一种燃料电池不锈钢双极板耐蚀表面处理方法，包括对双极板氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理和对冷却腔工作面的耐腐蚀处理，其特征在于所述的对双极板氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理和对冷却腔工作面作耐腐蚀处理的方法是：先将不锈钢阳极单极板和不锈钢阴极单极板用激光焊接或钎焊成双极板，然后对双极板的氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理，再对冷却腔工作面作耐腐蚀处理。
2、根据权利要求1所述的一种燃料电池不锈钢双极板耐蚀表面处理方法，其特征在于所述对双极板的氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理以及对冷却腔工作面作耐腐蚀处理包括如下步骤：
a)用通用方法将双极板的氢腔和氧腔工作面作导电耐腐蚀处理；
b)用聚酯、聚碳和PVC薄片中的一种制成与膜电极相同结构的膜；
c)将步骤a)用通用方法对氢腔和氧腔工作面作过导电耐腐蚀处理的双极板用燃料电池密封件、步骤b)用聚酯、聚碳或PVC薄片制成的与质子交换膜相同结构的膜和燃料电池端板组装成燃料电池假堆，燃料电池假堆中，用聚酯、聚碳或PVC薄片制成的与膜电极相同结构的膜放置在真实燃料电池堆膜电极放置的位置；
d)向燃料电池假堆的冷却腔通入不锈钢钝化液，同时，分别向燃料电池假堆的氢气腔和空气腔通入空气，保持三腔压力相等，并将不锈钢钝化液在燃料电池假堆冷却腔内循环5-40分钟，直至双极板冷却腔内与冷却剂接触的不锈钢表面完全钝化。
3、根据权利要求2所述的提高燃料电池不锈钢双极板排热腔耐蚀性方法，其特征在于所述不锈钢钝化液是硝酸、硫酸、草酸或其他酸混合液。
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