CN107834077B - 一种燃料电池单极板表面处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池单极板表面处理的方法，采用10MPa‑17MPa的高压水喷射燃料电池单极板表面，所述高压水和燃料电池单极板表面之间的喷射角度小于30°，采用高压水切割原理，去除单极板上的飞边、毛刺、表面大分子以及清洗单极板表面碎屑。加有细沙时的处理方法中，还能够采用水沙磨法，将沙加入水中，在单极板的板子表面打磨。本发明操作简单，一道工序起到多个作用；效率高，一个板子1分钟内处理完成；处理效果一致性好，处理后的板子厚度和电导率，以及平面度一致性较好；不会带来其他杂质，或引起板子材料或许变化。

Description

一种燃料电池单极板表面处理的方法
技术领域
本发明涉及一种板子表面处理方法，具体而言涉及一种燃料电池单极板表面处理的方法。
背景技术
目前机加工或模压或注塑或冲压成型制备出的燃料电池单极板表面粗糙，存在毛刺或飞边，复合材料单极板表面形成一层大分子，电导率较低；通过表面砂纸打磨效率低，速度慢；带有流道的板子打磨效率更低、一致性差；并且表面打磨后，一般需要吹扫或水清洗，工序复杂。
发明内容
本发明提供了一种燃料电池单极板表面处理的方法，解决了上述问题，其技术方案如下所述：
一种燃料电池单极板表面处理的方法，采用10MPa-17MPa的高压水喷射燃料电池单极板表面，所述高压水和燃料电池单极板表面之间的喷射角度小于30°，采用高压水切割原理，去除单极板上的飞边和毛刺，以及清洗单极板表面碎屑。
所述高压水中加有细砂。
喷射高压水从燃料电池单极板表面的一边向另一边均匀进行喷射，喷射完成后向前移动到还存在需清理的部位，回返喷射，呈蛇形将燃料电池单极板表面清理干净。
高压水喷射横截面形状设计成长方形、正方形等不同形状，宽度小于等于单极板宽度。
所述高压水喷射横截面的宽度为单极板宽度的一半。
同一部分持续喷射时间不超过1秒，因为在1s内就可以确保能够处理完成，单极板通过检测板子电导率、粗糙度，判断是否处理完成。
清洗完毕，所述单极板采用自然风干、风扇吹干或低温加热蒸发。
所述高压水为15MPa。
所述喷射水枪的喷口截面积不大于5cm^2，以水枪2cm/秒-6cm/秒的速度移动。
加有细沙时的处理方法中，还能够采用水沙磨法，将沙加入水中，在单极板的板子表面打磨，其中：
(1)水和沙的配比状态：沙对水的吸收达饱和状态或稍过饱和即可；
(2)采用专用容器盛放水沙，自动调节打磨速度和方向；
(3)打磨完毕，用常压水冲洗板子，然后自然晾干或烘干。
所述燃料电池单极板表面处理的方法具有以下优点：
1、操作简单，一道工序起到多个作用；
2、效率高，一个板子1分钟内处理完成；
3、处理效果一致性好，处理后的板子厚度和电导率，以及平面度一致性较好；
4、不会带来其他杂质，或引起板子材料或许变化。
附图说明
图1是燃料电池单极板表面处理的方法的示意图。
具体实施方式
本发明提供的燃料电池单极板表面处理的方法，处理时如图1所示，1指代板子，可以是燃料电池单极板，也可以是其他用途的板子，板子可以是光板，也可以是带一定沟槽结构的板子；
2指代水柱，可以是单纯的水，也可以是水加细砂。
对于一块燃料电池单极板，处理方案可以采用以下两种：
方案1：15MPa左右的高压水在一定角度(小于30°)下喷射单极板表面，采用水柱切割原理，去除单极板上的飞边和毛刺；起到打磨的作用，去除表面大分子，提高电导率；清洗单极板表面碎屑。
方案2：15MPa左右的高压水在一定角度(小于30°)下喷射单极板表面，水中加细砂，采用水柱切割加磨砂原理，去除单极板上的飞边和毛刺；同时起到打磨的作用，去除表面大分子，提高电导率；清洗单极板表面碎屑。
采用高压水加沙进行切割+磨沙的处理时，沙的作用除打磨掉板子在成型时表面容易形成的绝缘大分子，提高导电率，同时去掉飞边和毛刺，还起到加强处理的作用。
还可以采用水沙磨法：将沙加入水中，在板子表面打磨，作用同上，与手工沙纸打磨类似，效率高，一致性好。磨完后，再用常压水清洗干净即可。
水和沙的配比状态：沙对水的吸收达饱和状态或稍过饱和即可；
采用专用容器盛放水沙，自动调节打磨速度和方向；
打磨完毕，用常压水冲洗板子，然后自然晾干或烘干。
同理，方案中单极板可扩展为其他需要去除表面毛刺或飞边的板子，或其他器件，或需要做表面活化处理的板子或器件。
处理时，选择半封闭小空间，避免水影响到周边环境。处理完成后，将单极板放置在专门的板架上，可根据需要和成本考虑，自然风干、风扇吹干或低温加热蒸发。
对于处理后的单极板，通过检测板子电导率、粗糙度，判断处理完成否。
实际操作时，以复合材料单极板表面处理为例，单极板面积为30*10cm^2，采用注塑成型方式，未经处理的单极板厚度2.0mm，X-Y轴电导率65μS。采用14MPa压力下水处理，水枪喷口截面积5cm^2，以水枪3cm/秒的速度移动，则20秒即处理完单极板的一面，若两面均需要处理，一块板子仅需要40秒即处理完成，表面处理后的单极板随机取12个点测量其厚度和电导率，处理过的板子厚度和电导率标准方差分别为0.019和0.078，均匀性很好。
实施例2中，采用14MPa压力下水加细砂的方式处理，水枪喷口截面积5cm^2，以水枪5cm/秒的速度移动，则12秒即处理完单极板的一面，若两面均需要处理，一块板子仅需要24秒即处理完成，可以达到同样的效果。
本发明中进行处理的燃料电池单极板具有以下特点：
(1)单极板为双面流道结构，流道尺寸精度要求高，其他处理方式不容易保证精度和一致性；
(2)复合材料单极板成型后，表面容易形成一层导电性差的大分子，高压水削去表面一层大分子，提高单极板电导率，起到表面打磨的作用；
(3)单极板表面清洁度要求较高，清洗单极板表面碎屑；
(4)集以上至少三种功能于一体，减少处理流程复杂程度。
本发明不限于燃料电池极板，可用于其它类似用途、类似工艺，尤其是对于毛刺处理方面，可以采用本发明所提供的高压水水柱切割、水沙磨法。
本发明操作简单，一道工序起到多个作用；效率高，一个板子1分钟内处理完成；处理效果一致性好，处理后的板子厚度和电导率，以及平面度一致性较好；不会带来其他杂质，或引起板子材料或许变化。

Claims (7)

1.一种燃料电池单极板表面处理的方法，其特征在于：采用10MPa-17MPa的高压水喷射燃料电池单极板表面，所述高压水和燃料电池单极板表面之间的喷射角度小于30°，采用高压水切割原理，去除单极板上的飞边和毛刺，以及清洗单极板表面碎屑；同一部分持续喷射时间不超过1秒；所述高压水的喷射水枪的喷口截面积不大于5cm2，以水枪2cm/秒-6cm/秒的速度移动。
2.根据权利要求1所述的燃料电池单极板表面处理的方法，其特征在于：所述高压水中加有细砂。
3.根据权利要求1或2任一所述的燃料电池单极板表面处理的方法，其特征在于：喷射高压水从燃料电池单极板表面的一边向另一边均匀进行喷射，喷射完成后向前移动到还存在需清理的部位，回返喷射，呈蛇形将燃料电池单极板表面清理干净。
4.根据权利要求3所述的燃料电池单极板表面处理的方法，其特征在于：高压水喷射横截面形状设计成长方形、正方形，宽度小于等于单极板宽度。
5.根据权利要求4所述的燃料电池单极板表面处理的方法，其特征在于：所述高压水喷射横截面的宽度为单极板宽度的一半。
6.根据权利要求1或2任一所述的燃料电池单极板表面处理的方法，其特征在于：清洗完毕，所述单极板采用自然风干、风扇吹干或低温加热蒸发。
7.根据权利要求2所述的燃料电池单极板表面处理的方法，其特征在于：加有细沙时的处理方法中，采用水沙磨法，将沙加入水中，在单极板的板子表面打磨，其中：
(1)水和沙的配比状态：沙对水的吸收达饱和状态或稍过饱和即可；
(2)采用专用容器盛放水沙，自动调节打磨速度和方向；
(3)打磨完毕，用常压水冲洗板子，然后自然晾干或烘干。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3964194B2 (ja) * 2001-12-10 2007-08-22 本田技研工業株式会社 バリ取り洗浄装置
CN106735607A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 泸州开士乐工程技术有限责任公司 一种齿轮毛刺去除装置

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