CN105140544B - 一种金属双极板及其制备方法 - Google Patents

一种金属双极板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105140544B
CN105140544B CN201510544022.9A CN201510544022A CN105140544B CN 105140544 B CN105140544 B CN 105140544B CN 201510544022 A CN201510544022 A CN 201510544022A CN 105140544 B CN105140544 B CN 105140544B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
steel substrate
metal
polar plates
double polar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510544022.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105140544A (zh
Inventor
黄姝青
张宝春
靳殷实
韩福江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING LONG MARCH TIANMIN HI-TECH Co.,Ltd.
Original Assignee
AEROSPACE NEW CHANGZHENG ELECTRIC VEHICLE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AEROSPACE NEW CHANGZHENG ELECTRIC VEHICLE TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical AEROSPACE NEW CHANGZHENG ELECTRIC VEHICLE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201510544022.9A priority Critical patent/CN105140544B/zh
Publication of CN105140544A publication Critical patent/CN105140544A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105140544B publication Critical patent/CN105140544B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223—Composites
    • H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H01M8/026—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant characterised by grooves, e.g. their pitch or depth
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及燃料电池领域，特别是指一种金属双极板及其制备方法。本发明公开了一种金属双极板，包括不锈钢基片和和贵金属层，所述不锈钢基片的表面包括多个平行的沟槽和凸部，所述不锈钢基片的同一表面相邻两个沟槽的连接部分为凸部，所述贵金属层镀在金属双极板表面的凸部。本发明采用显影技术实现金属双极板表面局部涂覆贵金属层，贵金属层的覆盖面积为不锈钢基片总面积的5％～50％。本发明提供的金属双极板不仅保证了金属双极板具有较小的接触电阻和较好的抗腐蚀能力，而且局部镀贵金属层也极大地节省了贵金属的用量，降低金属双极板的制备成本。

Description

一种金属双极板及其制备方法
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，特别是指一种金属双极板及其制备方法。
背景技术
氢燃料电池(PEFC)用金属双极板具有薄、轻、阻气性良好和易加工成型等优点，不锈钢具有良好的防腐蚀性能，是用于燃料电池双极板的较好材料，但因其表面有氧化钝化层，与膜电极的接触电阻很大，阻碍了电能的输出，因此不锈钢表面需要进行处理，一般是在基板表面沉积保护薄膜，保证较小的接触电阻和较好的抗腐蚀能力。
用于不锈钢表面涂覆的材料可分为贵金属、金属导电陶瓷化合物、碳类膜等。然而，金属导电陶瓷化合物(如氮化铬、硼化钛和氧化铟)和碳类膜因其自身材料的导电性、耐腐蚀性低于贵金属，以及材料制备工艺的复杂程度，在实际应用上有较大的困难。目前，不锈钢极板上沉积贵金属，如金，是较成熟且被试验验证使双极板具有足够使用寿命的方法，然而，整个双极板表面都涂覆有贵金属，存在着成本高的问题。为了解决这一问题，现有技术中也有先将不锈钢板用化学或物理沉积的方法按一定图形沉积一层金，然后再进行冲压成型、焊接等工艺，这种方法虽然可以降低材料成本，但存在着冲压成型以及焊接过程中镀金层会遭到破坏的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种金属双极板及其制备方法，极大地节省了贵金属的用量，降低成本，适合大规模应用。
基于上述目的本发明提供的金属双极板，包括不锈钢基片和和贵金属层，所述不锈钢基片的表面包括多个平行的沟槽和凸部，所述不锈钢基片的同一表面相邻两个沟槽的连接部分为凸部，所述贵金属层镀在金属双极板表面的凸部。
在本发明的一些实施例中，所述贵金属层的厚度为10nm～200nm，所述贵金属层的覆盖面积为不锈钢基片总面积的5％～50％。
在本发明的一个实施例中，所述不锈钢基片的同一凸部上的贵金属层的形状为一个长条形，在本发明的另一个实施例中，所述不锈钢基片的同一凸部上的贵金属层的形状为多个分散的矩形。
所述金属双极板的厚度为0.05mm～0.3mm，所述沟槽的深度为0.4～1.2mm，所述沟槽的顶部开口宽度为1.5～1.7mm，所述沟槽的槽底宽度为1.1～1.3mm。
本发明还提供了一种金属双极板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将耐酸感光油墨喷涂到冲压成型的不锈钢基片的表面，待所述耐酸感光油墨静置流平后烘干；
(2)将光刻掩膜版覆盖在喷涂耐酸感光油墨的不锈钢基片表面，所述光刻掩膜版的透光区域位于不锈钢基片的凸部，所述光刻掩膜版除透光区域以外的部分为不透光区域，校准后进行曝光，曝光结束后，用碱性溶液作为显影液除去金属双极板上曝光部分的耐酸感光油墨；
(3)将显影后的不锈钢基片放入到贵金属化合物的溶液中进行贵金属薄膜的电化学沉积，得到镀有贵金属层的不锈钢基片；
(4)将镀有贵金属层的不锈钢基片再次曝光，曝光结束后，用碱性溶液清洗以除去耐酸感光油墨，接着用去离子水清洗若干遍，干燥；
(5)将干燥后的不锈钢基片放入到15％的硝酸溶液中钝化，在40～50℃下钝化10～20min，取出不锈钢基片，用去离子水清洗，干燥。
在本发明的一个实施例中，所述步骤(1)中，耐酸感光油墨的喷涂厚度为5-10μm，烘干温度为70～80℃。
在本发明的一些实施例中，所述步骤(2)和(4)中，不锈钢基片在紫外灯下照射，曝光时间与喷涂的耐酸感光油墨的厚度以及光强成正比例关系，所述碱性溶液为碳酸钠溶液。
在本发明的一些实施例中，所述步骤(3)中，将不锈钢基片放入到浓度为2g/L的氰化金溶液中进行金薄膜的电化学沉积，温度30～35℃，电流保持在0.01A/cm2，持续时间1min～20min，得到10nm～200nm厚度的镀金层。
在本发明的一些实施例中，所述冲压成型的不锈钢基片为将不锈钢基片冲压成多个平行沟槽，形成流场结构，所述不锈钢基片的边长为11cm×11cm，厚度为0.05mm～0.3mm。
在本发明的一些实施例中，所述步骤(1)之前还包括预处理步骤，将不锈钢基片先在乙醇或丙酮超声清洗，接着在酸性溶液中进行化学抛光。
从上面所述可以看出，本发明提供的金属双极板及其制备方法具有以下积极效果：
首先，本发明提供的金属双极板在其凸部镀有贵金属层，即在金属双极板与电极接触的部位具有贵金属层，在金属双极板不与电极接触的部位，采用化学钝化的方式形成化学钝化层，以保护金属双极板，达到较好的防腐蚀效果，如作为气体通道的沟槽，这样不仅保证了金属双极板具有较小接触电阻和较好的抗腐蚀能力，而且局部镀贵金属层极大地节省了贵金属的用量，降低金属双极板的制备成本。
其次，本发明提供的金属双极板的制备方法采用显影技术来实现在金属双极板的表面局部镀贵金属层，操作简单易行，适合大规模化应用。
最后，本发明提供的金属双极板的制备方法是将不锈钢基片先进行冲压及焊接工艺形成流场结构，再在金属双极板的表面镀贵金属层，避面冲压及焊接工艺对贵金属镀层的破坏，保护贵金属镀层的完整性，避免金属双极板的贵金属镀层局部破损而引起的腐蚀。
附图说明
图1为本发明实施例金属双极板的平面示意图；
图2为本发明实施例金属双极板的沟槽截面图；
图3为本发明实施例金属双极板同一凸部的镀金层为一个长条形的示意图；
图4为本发明实施例金属双极板同一凸部的镀金层为多个分散的矩形的示意图；
图5为本发明实施例金属双极板与石墨双极板组装的单膜电池的极化曲线对比图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
实施例1
步骤1，如图1所示，其为本发明实施例金属双极板的平面示意图，选取边长为11cm×11cm、厚度为0.1mm的316L不锈钢箔片1，将所述不锈钢箔片1冲压成多个平行沟槽2，形成流场结构。
如图2所示，其为本发明实施例金属双极板的沟槽截面图，在不锈钢箔片1的同一表面的相邻两个沟槽2的连接部分为凸部3，所述沟槽2的截面为梯形，不锈钢箔片1的一个表面的凸部3的顶部为另一个表面的沟槽2的底部。需要说明的是，不锈钢箔片1的沟槽为气体通道，凸部与电极接触。其中，沟槽2的深度为0.4mm，沟槽2的顶部开口宽度为1.5mm，沟槽2的底部宽度为1.1mm。
步骤2，将所述不锈钢箔片用乙醇或丙酮超声清洗，接着在酸性溶液中进行化学抛光，除去不锈钢箔片表面的钝化层。
步骤3，将耐酸感光油墨喷涂到不锈钢箔片的表面，喷涂厚度为5μm，待所述感光油墨静置流平后，放入到温度为80℃的烘箱中烘干。
步骤4，将光刻掩膜版覆盖在喷涂耐酸感光油墨的不锈钢箔片的表面，在本实施例中，光刻掩膜版的透光区域的形状为多个平行的长条形，长条形的图案尺寸为90mm×0.8mm，所述光刻掩膜版的透光区域均覆盖在不锈钢箔片的凸部，所述光刻掩膜版除透光区域以外的部分为不透光区域。将不锈钢箔片的光刻掩膜版校准后放在紫外灯下曝光，曝光时间与光强及喷涂的耐酸感光油墨的厚度成正比例关系，曝光结束后，位于光刻掩膜版透光区域下的耐酸感光油墨发生光固化，用碳酸钠溶液作为显影液，溶解掉金属双极板上曝光部分的耐酸感光油墨。
步骤5，将显影后的不锈钢箔片放入到浓度为2g/L的氰化金溶液中进行金薄膜的电化学沉积，温度为30℃，电流保持在0.01A/cm2，持续时间20min，得到200nm厚度的镀金层。如图3所示，其为本发明实施例金属双极板凸部长条形镀金层的示意图，镀金层4位于不锈钢箔片1的凸部3，所述镀金层4的形状为长条形，尺寸为90mm×0.8mm，与光刻掩膜版的透光区域形状相同，即镀金层的形状由光刻掩膜版的透光区域的形状决定。
步骤6，将含有镀金层的不锈钢箔片在紫外灯下再次曝光，曝光结束后，用碳酸钠溶液清洗以除去耐酸感光油墨，接着用去离子水清洗若干遍并干燥；
步骤7，将干燥后的不锈钢箔片放入到浓度为15％的硝酸溶液中，在50℃下钝化10min，取出不锈钢箔片，用去离子水清洗并干燥。
本实施制备得到的不锈钢箔片的镀金层的覆盖面积为总面积的35％，在不锈钢箔片的同一凸部上的镀金层的形状为一个长条形，即在金属双极板与电极接触的部位具有镀金层，保证较小的接触电阻和较好的抗腐蚀能力，在金属双极板不与电极接触的部位，采用钝化的方式达到较好的防腐蚀的效果，如作为气体通道的沟槽，这样能减少贵金属的用量。
实施例2
步骤1，如图1所示，其为本发明实施例金属双极板的平面示意图，选取边长为11cm×11cm、厚度为0.2mm的316L不锈钢箔片1为基板，将所述不锈钢箔片1冲压成多个平行沟槽2，形成流场结构。
如图2所示，其为本发明实施例金属双极板的沟槽截面图，在不锈钢箔片1的同一表面的相邻两个沟槽2的连接部分为凸部3。不锈钢箔片1的一个表面的凸部3的顶部为另一个表面的沟槽2的底部，所述沟槽2的截面为梯形。需要说明的是，不锈钢箔片1的沟槽2为气体通道，凸部3与电极接触。其中，沟槽2的深度为0.8mm，沟槽2的顶部开口宽度为1.6mm，沟槽2的底部宽度为1.2mm。
步骤2，将所述不锈钢箔片用乙醇或丙酮超声清洗，接着在酸性溶液中进行化学抛光，除去不锈钢箔片表面的钝化层。
步骤3，将耐酸感光油墨喷涂到不锈钢箔片的表面，喷涂厚度为10μm，待所述感光油墨静置流平后，放入到温度为80℃的烘箱中烘干。
步骤4，将光刻掩膜版覆盖在喷涂耐酸感光油墨的不锈钢箔片的表面，在本实施例中，光刻掩膜版的透光区域的形状为若干个独立的矩形，所述光刻掩膜版的透光区域均覆盖在不锈钢箔片的凸部，所述光刻掩膜版除透光区域以外的部分为不透光区域。将不锈钢箔片上的光刻掩膜版校准后在紫外曝光箱中进行曝光，曝光时间与光强及喷涂的耐酸感光油墨的厚度成正比例关系，曝光结束后，位于光刻掩膜版透光区域下的耐酸感光油墨发生光固化，用碳酸钠溶液作为显影液，溶解掉金属双极板上曝光部分的耐酸感光油墨。
步骤5，将显影后的不锈钢箔片放入到浓度为2g/L的氰化金溶液中进行金薄膜的电化学沉积，温度为30℃，电流保持在0.01A/cm2，持续时间1min，得到厚度为10nm的镀金层，如图4所示，所述镀金层5的形状为多个独立分散的矩形，镀金层5位于不锈钢箔片1的凸部3，与光刻掩膜版透光区域的形状相同，即镀金层的形状由光刻掩膜版的透光区域的形状决定。
步骤6，将含有镀金层的不锈钢箔片在紫外灯下再次曝光，曝光结束后，用碳酸钠溶液清洗以除去耐酸感光油墨，接着用去离子水清洗若干遍并干燥。
步骤7，将干燥后的不锈钢箔片放入到浓度为15％的硝酸溶液中，在45℃下钝化10min，取出不锈钢箔片，用去离子水清洗并干燥。
本实施制备得到的不锈钢箔片的镀金层的覆盖面积为总面积的25％，在不锈钢箔片的同一凸部上的镀金层的形状为多个分散矩形，即在金属双极板与电极接触的部位具有镀金层，保证较小的接触电阻和较好的抗腐蚀能力，在金属双极板不与电极接触的部位，采用钝化的方式达到较好的防腐蚀的效果，如作为气体通道的沟槽，这样能减少贵金属的用量。
实施例3
步骤1，如图1所示，其为本发明实施例金属双极板的平面示意图，选取边长为11cm×11cm、厚度为0.3mm的316L不锈钢箔片1为基板，将所述不锈钢箔片冲压成多个平行沟槽2，形成流场结构。
如图2所示，其为本发明实施例金属双极板的沟槽截面图，在不锈钢箔片1的同一表面，相邻两个沟槽2的连接部分为凸部3。不锈钢箔片1的一个表面的凸部3的顶部为另一个表面的沟槽2的底部，所述沟槽2的截面为梯形。需要说明的是，不锈钢箔片1的沟槽2为气体通道，凸部3与电极接触。其中，沟槽2的深度为1.2mm，沟槽2的顶部开口宽度为1.7mm，沟槽2的底部宽度为1.3mm。
步骤2，将所述不锈钢箔片用乙醇或丙酮超声清洗，接着在酸性溶液中进行化学抛光，除去不锈钢箔片表面的钝化层。
步骤3，将耐酸感光油墨喷涂到不锈钢箔片的表面，喷涂厚度为7μm，待所述感光油墨静置流平后，放入到温度为70℃的烘箱中烘干。
步骤4，将光刻掩膜版覆盖在喷涂耐酸感光油墨的不锈钢箔片的表面，在本实施例中，光刻掩膜版的透光区域的形状为多个平行的长条形，长条形的图案尺寸为90mm×0.8mm，所述光刻掩膜版的透光区域均覆盖在不锈钢箔片的凸部，所述光刻掩膜版除透光区域以外的部分为不透光区域。将不锈钢箔片上的光刻掩膜版校准后放在紫外灯下曝光，曝光时间与光强及喷涂的耐酸感光油墨的厚度成正比例关系，曝光结束后，位于光刻掩膜版透光区域下的耐酸感光油墨发生光固化，用碳酸钠溶液作为显影液，溶解掉不锈钢箔片上曝光部分的耐酸感光油墨。
步骤5，将显影后的不锈钢箔片放入到浓度为2g/L的氰化金溶液中进行金薄膜的电化学沉积，温度为30℃，电流保持在0.01A/cm2，持续时间10min，得到100nm厚度的镀金层。如图3所示，镀金层4位于不锈钢箔片1的凸部3，所述镀金层4的形状为长条形，尺寸为90mm×0.8mm，与光刻掩膜版的透光区域形状相同，即镀金层的形状由光刻掩膜版的透光区域的形状决定。
步骤6，将含有镀金层的不锈钢箔片在紫外灯下再次曝光，曝光结束后，用碳酸钠溶液清洗以除去耐酸感光油墨，接着用去离子水清洗若干遍并干燥；
步骤7，将干燥后的不锈钢箔片放入到浓度为15％的硝酸溶液中，在40℃下钝化10min，取出不锈钢箔片，用去离子水清洗并干燥。
本实施制备得到的不锈钢箔片的镀金层的覆盖面积为总面积的35％，在不锈钢箔片的同一凸部上的镀金层的形状为一个长条形，即在金属双极板与电极接触的部位具有镀金层，保证较小的接触电阻和较好的抗腐蚀能力，在金属双极板不与电极接触的部位，采用钝化的方式达到较好的防腐蚀的效果，如作为气体通道的沟槽，这样能减少贵金属的用量。
性能检测：将本发明提供的金属双极板组装成单膜电池，测试其极化曲线，并与相同条件下的石墨双极板单膜电池的性能进行比较。其中，膜电极购自庄信公司，活性面积为100cm2，空气操作压力为0.075MPa，电池温度为70℃，湿度40％。
如图5所示，其为本发明实施例1提供的金属双极板与石墨双极板组装的单膜电池的极化曲线对比图，采用本发明实施例提供的金属双极板组装的电池性能优于石墨双极板组装的电池，并且在0.65V的工作点下运行了800小时后，性能未见明显下降。
由上述描述可以看出，本发明提供的金属双极板及其制备方法具有以下有益效果：
首先，本发明提供的金属双极板在其凸部镀有贵金属层，不仅降低了金属双极板与膜电极的接触电阻，而且局部镀贵金属层极大地节省了贵金属的用量，降低成本。
其次，本发明提供的金属双极板的制备方法采用显影技术来实现在金属双极板的表面局部镀贵金属层，操作简单易行，适合大规模化应用。
最后，本发明提供的金属双极板的制备方法是将不锈钢基片先进行冲压及焊接工艺形成流场结构，再在金属双极板的表面镀贵金属层，避免冲压及焊接工艺对贵金属层的破坏，保护贵金属层的完整性，避免金属双极板的贵金属层局部破损而引起的腐蚀。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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 (5)

1.一种金属双极板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将耐酸感光油墨喷涂到冲压成型的不锈钢基片的表面，待所述耐酸感光油墨静置流平后烘干；耐酸感光油墨的喷涂厚度为5-10μm，烘干温度为70～80℃；所述冲压成型的不锈钢基片为将不锈钢基片冲压成多个平行沟槽，形成流场结构，所述不锈钢基片的边长为11cm×11cm，厚度为0.05mm～0.3mm；
(2)将光刻掩膜版覆盖在喷涂耐酸感光油墨的不锈钢基片表面，所述光刻掩膜版的透光区域位于不锈钢基片的凸部，所述光刻掩膜版除透光区域以外的部分为不透光区域，校准后进行曝光，曝光结束后，用碱性溶液作为显影液除去金属双极板上曝光部分的耐酸感光油墨；
(3)将显影后的不锈钢基片放入到贵金属化合物的溶液中进行贵金属薄膜的电化学沉积，得到镀有贵金属层的不锈钢基片；将不锈钢基片放入到浓度为2g/L的氰化金溶液中进行金薄膜的电化学沉积，温度30～35℃，电流保持在0.01A/cm2，持续时间1min～20min，得到10nm～200nm厚度的镀金层；
(4)将镀有贵金属层的不锈钢基片再次曝光，曝光结束后，用碱性溶液清洗以除去耐酸感光油墨，接着用去离子水清洗若干遍，干燥；
(5)将干燥后的不锈钢基片放入到15％的硝酸溶液中钝化，在40～50℃下钝化10～20min，取出不锈钢基片，用去离子水清洗，干燥；
所述步骤(1)之前还包括预处理步骤，将不锈钢基片先在乙醇或丙酮超声清洗，接着在酸性溶液中进行化学抛光；
所述步骤(2)和(4)中，不锈钢基片在紫外灯下照射，曝光时间与喷涂的耐酸感光油墨的厚度以及光强成正比例关系，所述碱性溶液为碳酸钠溶液。
2.根据权利要求1所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，所述金属双极板包括不锈钢基片和贵金属层，所述不锈钢基片的表面包括多个平行的沟槽和凸部，所述不锈钢基片的同一表面相邻两个沟槽的连接部分为凸部，所述贵金属层镀在金属双极板表面的凸部。
3.根据权利要求1所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，所述贵金属层的厚度为10nm～200nm，所述贵金属层的覆盖面积为不锈钢基片总面积的5％～50％。
4.根据权利要求1所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，所述不锈钢基片的同一凸部上的贵金属层的形状为一个长条形或者多个分散的矩形。
5.根据权利要求1所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，所述金属双极板的厚度为0.05mm～0.3mm，所述沟槽的深度为0.4～1.2mm，所述沟槽的顶部开口宽度为1.5～1.7mm，所述沟槽的槽底宽度为1.1～1.3mm。
CN201510544022.9A 2015-08-28 2015-08-28 一种金属双极板及其制备方法 Active CN105140544B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510544022.9A CN105140544B (zh) 2015-08-28 2015-08-28 一种金属双极板及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510544022.9A CN105140544B (zh) 2015-08-28 2015-08-28 一种金属双极板及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105140544A CN105140544A (zh) 2015-12-09
CN105140544B true CN105140544B (zh) 2018-08-03

Family

ID=54725816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510544022.9A Active CN105140544B (zh) 2015-08-28 2015-08-28 一种金属双极板及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105140544B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109346743B (zh) * 2018-08-31 2022-07-12 上海交通大学 一种燃料电池金属双极板用导电耐蚀涂层
CN111200136B (zh) * 2020-02-20 2023-03-21 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板
CN111354956B (zh) * 2020-02-20 2021-04-27 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10228914A (ja) * 1997-02-13 1998-08-25 Aisin Takaoka Ltd 燃料電池用セパレータ
CN101123313A (zh) * 2006-08-09 2008-02-13 大同特殊钢株式会社 燃料电池的金属双极板以及包括该金属双极板的燃料电池
CN101667647A (zh) * 2009-08-17 2010-03-10 新源动力股份有限公司 一种质子交换膜燃料电池用双极板
CN102701143A (zh) * 2012-06-14 2012-10-03 吴奎 微纳米透镜片辅助聚光光刻工艺制备有序微纳米结构
CN103484910A (zh) * 2012-06-11 2014-01-01 通用汽车环球科技运作有限责任公司 在燃料电池双极板上沉积耐久性薄金涂层的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI385846B (zh) * 2009-06-22 2013-02-11 Nat Univ Chin Yi Technology Fuel cell member and manufacturing method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10228914A (ja) * 1997-02-13 1998-08-25 Aisin Takaoka Ltd 燃料電池用セパレータ
CN101123313A (zh) * 2006-08-09 2008-02-13 大同特殊钢株式会社 燃料电池的金属双极板以及包括该金属双极板的燃料电池
CN101667647A (zh) * 2009-08-17 2010-03-10 新源动力股份有限公司 一种质子交换膜燃料电池用双极板
CN103484910A (zh) * 2012-06-11 2014-01-01 通用汽车环球科技运作有限责任公司 在燃料电池双极板上沉积耐久性薄金涂层的方法
CN102701143A (zh) * 2012-06-14 2012-10-03 吴奎 微纳米透镜片辅助聚光光刻工艺制备有序微纳米结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN105140544A (zh) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105140544B (zh) 一种金属双极板及其制备方法
JP3854682B2 (ja) 燃料電池用セパレータ
JP4802710B2 (ja) 燃料電池用金属部材とその製造方法及び燃料電池
US7531100B2 (en) Method of making a fuel cell component using an easily removed mask
JP2002063914A (ja) 燃料電池用ガスセパレータおよび該燃料電池用セパレータの製造方法並びに燃料電池
EP1137090A3 (en) Method for fabricating membrane-electrode assembly and fuel cell adopting the membrane electrode assembly
CN108470931A (zh) 一种燃料电池用金属双极板表面耐腐蚀修饰方法
JP5196086B2 (ja) 金めっき層を有するステンレス基板とステンレス基板への部分金めっきパターンの形成方法
JPH11126624A (ja) 燃料電池用集電器及びその製造方法
CA2652067C (en) Fuel cell, fuel cell stack and method of manufacturing the same
CN109841865A (zh) 一种超薄金属双极板及其制备方法和包含其的燃料电池
JP2009123352A (ja) 燃料電池用セパレータの製造方法
CN103026538A (zh) 燃料电池用隔板材料、使用其的燃料电池用隔板和燃料电池组件
JP6569582B2 (ja) 燃料電池用セパレータの製造方法
Robertson The variation of current density and electrode potential with electrode resistance and its role in cell design
CN108251794A (zh) 掩膜板的后处理方法及掩膜板
JP2006107862A (ja) 燃料電池のシール構造
JP2010540968A5 (zh)
SE0202795D0 (sv) Bränslecell
US6678148B2 (en) Method for producing electrodes as well as electrodes produced by the method
JP2001345109A (ja) 燃料電池用セパレータ
US10822712B2 (en) Electroplating apparatus
CN218212570U (zh) 一种光电化学腐蚀装置
DE59903834D1 (de) Bipolare platte mit poröser wand eines brennstoffzellenstapels
JP2010225360A (ja) 燃料電池用セパレータの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200911

Address after: 102600 No.17 yard, Yongchang South Road, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing

Patentee after: BEIJING LONG MARCH TIANMIN HI-TECH Co.,Ltd.

Address before: 4003, room 2, building 17, South Yongchang Road, Beijing economic and Technological Development Zone, Beijing, Daxing District 100076, China

Patentee before: AEROSPACE NEW LONG MARCH ELECTRIC VEHICLE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right