CN111200136B - 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板 - Google Patents

一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板 Download PDF

Info

Publication number
CN111200136B
CN111200136B CN202010104679.4A CN202010104679A CN111200136B CN 111200136 B CN111200136 B CN 111200136B CN 202010104679 A CN202010104679 A CN 202010104679A CN 111200136 B CN111200136 B CN 111200136B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bipolar plate
corrosion
metal bipolar
treatment
metal
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
CN202010104679.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111200136A (zh
Inventor
上官鹏鹏
王海峰
王利生
袁蕴超
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.)
Fengyuan Xinchuang Technology Beijing Co ltd
Zhejiang Fengyuan Hydrogen Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Fengyuan Xinchuang Technology Beijing Co ltd
Zhejiang Fengyuan Hydrogen Energy 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 Fengyuan Xinchuang Technology Beijing Co ltd, Zhejiang Fengyuan Hydrogen Energy Technology Co ltd filed Critical Fengyuan Xinchuang Technology Beijing Co ltd
Priority to CN202010104679.4A priority Critical patent/CN111200136B/zh
Publication of CN111200136A publication Critical patent/CN111200136A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111200136B publication Critical patent/CN111200136B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206—Metals or alloys
    • 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

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)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

本发明是关于一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板，涉及燃料电池技术领域。主要采用的技术方案为：一种金属双极板的焊线防腐处理方法，用于对金属双极板的焊线进行防腐处理，其中，金属双极板的表面包括凹部，且焊线分布在凹部上；其中，包括制备防腐蚀层步骤：将防腐蚀液涂覆在金属双极板的凹部上；对凹部上涂覆的防腐蚀液进行固化处理，以在金属双极板的表面形成覆盖焊线的防腐蚀层。本发明主要用于能有效提高金属双极板的焊线处的耐腐蚀性。

Description

一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板
技术领域
本发明涉及一种燃料电池技术领域，特别是涉及一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板。
背景技术
金属材料具有价格低廉、机械加工性能好、韧性好、强度好等优点，因此，金属双极板被本领域技术人员认为是燃料电池的发展方向。而双极板需要同时具备优良的导电性能和耐腐蚀性能；因此，对金属基板进行表面改性在其表面沉积涂层以提高其耐腐蚀性和导电性成为制备金属双极板的一项核心工艺。
金属基板的表面改性批量化生产技术通常采用卷对卷式生产，采用该技术生产效率高，成本低。表面改性后对材料进行裁切冲压成型，成为金属双极板单板。两块金属双极板单板(一块为阴极单板、另一块为阳极单板)经过激光焊接形成金属双极板。其中，激光焊接过程中会破坏金属基板表面的涂层，在金属双极板的表面形成焊线；焊线主要成分为铁、铬、镍等。
但是，本发明的发明人发现金属双极板在使用的过程中，焊线处会存在电化学腐蚀现象，会加速焊线的腐蚀；一方面，腐蚀后的铁离子进入溶液中会降低膜电极的效率；另一方面焊线处的腐蚀速度快，容易形成穿孔现象，造成氢气和氧气的混合，引起燃烧或爆炸等事故。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板，主要目的在于能有效提高金属双极板的焊线处的耐腐蚀性。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明的实施例提供一种金属双极板的焊线防腐处理方法，用于对金属双极板的焊线进行防腐处理，其中，所述金属双极板的表面包括凹部，且焊线分布在所述凹部上；其中，包括如下步骤：
制备防腐蚀层步骤：将防腐蚀液涂覆在金属双极板的所述凹部上；对所述凹部上涂覆的防腐蚀液进行固化处理，以在金属双极板的表面形成覆盖所述焊线的防腐蚀层。
优选的，所述金属双极板的表面包括凸部，且所述凸部为非焊线处；其中，在所述制备防腐蚀层步骤之前，还包括制备保护漆膜步骤：在所述金属双极板的所述凸部上涂覆保护漆，干燥处理后，在所述凸部上形成保护漆膜。优选的，所述保护漆为电镀保护漆；进一步优选的，所述保护漆的成分包括金属盐溶液、有机高分子材料、石蜡中的任一种；优选的，所述保护漆膜的厚度为0.05-0.2mm。优选的，采用滚压装置在所述金属双极板的凸部上涂覆保护漆，优选包括如下步骤：滚筒在转动过程中与金属双极板的表面的凸部接触，将保护漆滚压在所述凸部上。优选的，所述干燥处理的温度为50-110℃，优选为80-100℃，干燥处理时间为20-40min；优选的，所述干燥处理的步骤在烘箱中进行。
优选的，在所述制备防腐蚀层步骤之后，还包括除去保护漆膜步骤：将所述金属双极板的凸部上形成的保护漆膜除去。
优选的，在所述制备防腐蚀层步骤中：所述防腐蚀层的厚度为2-20nm；和/或所述防腐蚀液选用防腐蚀疏水液，所述防腐蚀层为防腐蚀疏水层。
优选的，在所述制备防腐蚀层步骤中：所述防腐蚀液选用金属盐溶液或有机高分子水溶液；优选的，所述防腐蚀液选用氯铂酸溶液、氯铱酸溶液、PTFE溶液中的任一种；进一步优选的，所述PTFE溶液为质量分数为0.1-5％的PTFE水溶液(PTFE乳液)。
优选的，在所述制备防腐蚀层步骤中：采用喷涂、涂刷、浸渍提拉法中的任一种的方式将防腐蚀液涂覆在金属双极板的所述凹部上；优选的，采用超声喷涂的方式将防腐蚀液涂覆在金属双极板的所述凹部上。
优选的，在所述制备防腐蚀层步骤中：向所述凹部上涂覆防腐蚀液后，使所述防腐蚀液在所述凹部上停留30s-5min后，再对所述凹部上涂覆的防腐蚀液进行固化处理。
优选的，在所述制备防腐蚀层步骤中：所述固化处理的温度为200-450℃、所述固化处理的时间为30s-15min，优选为1-10min；和/或所述固化处理在马弗炉中进行。
优选的，所述金属双极板上的所述防腐蚀层的负载量为设定负载量；其中，所述负载量指的是金属双极板上的每单位面积的凹部所负载的防腐蚀层的质量；优选的，所述设定负载量为0.1-10mg/cm2，进一步优选为1-3mg/cm2；优选的，重复进行所述制备防腐蚀层步骤多次，直至所述金属双极板上的所述防腐蚀层的负载量达到设定负载量。
另一方面，本发明的实施例提供一种金属双极板，其中，所述金属双极板包括：
金属双极板本体，所述金属双极板本体上具有焊线，且所述焊线分布在所述金属双极板本体的表面的凹部上；
防腐蚀层，所述防腐蚀层覆盖所述金属双极板本体的焊线；
优选的，所述防腐蚀层的厚度为2-20nm；
优选的，所述防腐蚀层的负载量为0.1-10mg/cm2，进一步优选为1-3mg/cm2；其中，所述负载量指的是金属双极板上的每单位面积的凹部所负载的防腐蚀层的质量；
优选的，所述焊线为激光焊线；
优选的，所述金属双极板本体是由阴极单板和阳极单板焊接而成；进一步优选的，所述阴极单板和/或阳极单板为经涂层表面改性后的金属板；
优选的，所述金属双极板本体经过上述任一项所述的金属双极板的焊线防腐处理方法的防腐处理后，得到所述金属双极板。
与现有技术相比，本发明的金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板至少具有下列有益效果：
本发明提供的金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板通过在金属双极板的分布有焊线的凹部涂覆防腐蚀层，这样可以有效提高金属双极板的焊线的防腐蚀性。
进一步地，本发明提供的金属双极板的焊线防腐处理方法，通过在制备防腐蚀层步骤之前，先在金属双极板的凸部(非焊线处)制备保护漆膜；这样在制备防腐蚀层时可以避免将防腐蚀液涂覆在金属双极板的非焊线处(凸部)，进而避免对金属双极板的性能造成影响；并且，还可以采用喷涂尤其是超声喷涂的这种方式直接在金属双极板上进行喷涂，从而能提高制备焊线防腐蚀层的效率，适合批量制备。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的实施例提供的一种金属双极板再经过制备保护漆膜步骤、制备耐腐蚀涂层之后的结构示意图；
图2是本发明的实施例提供的一种金属双极板经过焊线防腐处理后的结构示意图；
图3是本发明的实施例对金属双极板进行制备保护漆膜步骤的示意图；
图4是本发明的实施例对金属双极板进行涂覆防腐蚀液的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
在金属双极板的制备过程中：两金属双极板单板(一块为阴极单板、另一块为阳极单板)经过激光焊接形成金属双极板后，会在金属双极板上形成焊线；而现有技术不对焊线进行防腐处理。但是，本发明的发明人发现：焊线处会存在电化学腐蚀现象，会加速焊线的腐蚀；一方面，腐蚀后的铁离子进入溶液中会降低膜电极的效率；另一方面焊线处的腐蚀速度快，容易形成穿孔现象，造成氢气和氧气的混合，引起燃烧或爆炸等事故。因此，本发明实施例提供一种金属双极板的焊线防腐处理方法，以提高金属双极板的焊线处的耐腐蚀性(参见图1和图2所示，金属双极板1的表面包括凹部11和凸部12，且焊线111分布在所述凹部11上；所述凸部12为非焊线处)；具体包括如下步骤：
制备防腐蚀层步骤：将防腐蚀液涂覆在金属双极板的所述凹部上；对所述凹部上涂覆的防腐蚀液进行固化处理，以在金属双极板的表面形成覆盖所述焊线的防腐蚀层。
但是，在将防腐蚀液涂覆在金属双极板的凹部上时，若采用人工涂刷的方法，效率太低，不利于批量处理；若利用机器喷涂的方法，防腐蚀液很容易涂覆到金属双极板的非焊线处，这样会增大金属双极板的接触电阻，影响金属双极板的性能。为了提高防腐处理的效率、且避免防腐蚀液涂覆到金属双极板的非焊线处；本发明的金属双极板的焊线防腐处理方法，具体设计成如下步骤：
1)制备保护漆膜步骤：在所述金属双极板的凸部上涂覆保护漆，干燥处理后，在凸部上形成保护漆膜。
2)制备防腐蚀层步骤：将防腐蚀液涂覆在金属双极板的凹部上；对凹部上涂覆的防腐蚀液进行固化处理，以在金属双极板的表面形成覆盖焊线的防腐蚀层。
3)除去保护漆膜步骤：将所述金属双极板的凸部上形成的保护漆膜除去(直接将保护漆膜撕掉)。
较佳地，参见图3所示，制备保护漆膜步骤具体如下：采用滚压装置在金属双极板1的凸部上涂覆保护漆。保护漆储罐4中添加保护漆，滚筒2在转动过程中，保护漆储罐4不断的向滚筒2补充保护漆。当滚筒2转至刮刀位置处3时，刮刀会将滚筒2上多余的保护漆刮掉，以防止保护漆粘附过多，导致在滚压过程中向金属双极板的凹部中流动、填充。金属双极板1在通过两个滚筒2之间时，滚筒2会与金属双极板的凸部接触，参见图1所示，从而在凸部上涂覆保护漆，干燥后形成保护膝膜121(优选的，所述干燥处理的温度为50-110℃，优选为80-100℃，干燥处理时间为20-40min；优选的，所述干燥处理的步骤在烘箱中进行)。而流道底部(即，凹部)的焊线会继续保留。较佳地，保护漆膜的厚度由滚筒的压力进行调节，通常保护漆膜的厚度为0.05mm-0.2mm。保护漆为电镀保护漆；进一步优选的，所述保护漆的成分包括金属盐溶液、有机高分子材料、石蜡中的任一种。
在此，通过在制备防腐蚀层步骤之前，增设制备保护漆膜步骤，这样可以避免将防腐蚀液涂覆在金属双极板的非焊线处(凸部)，进而避免对金属双极板的性能造成影响；并且，还可以提高制备防腐蚀层的效率，适合批量制备。
较佳地，制备防腐蚀层步骤具体为：采用喷涂法、刷涂法、浸渍提拉法中的任一种方式等将耐腐蚀胶体喷涂到金属双极板上，以将防腐蚀液涂覆在金属双极板的凹部上。对所述凹部上涂覆的防腐蚀液进行固化处理，以在金属双极板的表面形成覆盖所述焊线的防腐蚀层。参见图4所示，采用超声喷涂机4将耐腐蚀液5喷涂在金属双极板1上。该步骤结束后的金属双极板的结构参见图1所示。
较佳地，在所述制备防腐蚀层步骤中：所述防腐蚀层的厚度为2-20nm。所述防腐蚀液选用防腐蚀疏水液，所述防腐蚀层为防腐蚀疏水层。防腐蚀液选用金属盐溶液或有机高分子水溶液；优选的，所述防腐蚀液选用氯铂酸溶液(优选，氯铂酸的乙醇溶液)、氯铱酸溶液(优选，氯铱酸的乙醇溶液)、聚四氟乙烯PTFE溶液中的任一种；进一步优选的，所述PTFE溶液为质量分数为0.1-5％的PTFE水溶液(PTFE乳液)。向所述凹部上涂覆防腐蚀液后，使所述防腐蚀液在所述凹部上停留30s-5min后(使防腐蚀液对焊线进行防腐疏水处理；在此，防腐蚀液与双极板接触时间太短不利于防腐蚀液在金属双极板表面均匀的吸附，固化后膜层容易出现气泡、不均匀、不致密等现象；时间过度延长对性能影响不大，但会增加整个防腐处理时间。)，再对所述凹部上涂覆的防腐蚀液进行固化处理。固化处理的温度为200-450℃、所述固化处理的时间为30s-15min，优选为1-10min；和/或所述固化处理在马弗炉中进行。金属双极板上的所述防腐蚀层的负载量为设定负载量；其中，所述负载量指的是金属双极板上的每单位面积的凹部所负载的防腐蚀层的质量；优选的，所述设定负载量为0.1-10mg/cm2，进一步优选为1-3mg/cm2；优选的，重复进行所述制备防腐蚀层步骤多次，直至所述金属双极板上的所述防腐蚀层的负载量达到设定负载量。在此，计算负载量式，只需计算防腐处理前后的金属双极板的质量差，再除以凹部的面积即可。
另外，本发明实施例还提供一种金属双极板，参见图2所示，金属双极板包括：金属双极板本体和防腐蚀层112。金属双极板本体上具有焊线111，且所述焊线111分布在所述金属双极板本体的表面的凹部11上；防腐蚀层112覆盖所述金属双极板本体的焊线111。优选的，所述防腐蚀层112的厚度为2-20nm。所述防腐蚀层112的负载量为0.1-10mg/cm2，进一步优选为1-3mg/cm2；其中，所述负载量指的是金属双极板上的每单位面积的凹部11所负载的防腐蚀层112的质量。优选的，所述焊线为激光焊线；优选的，所述金属双极板本体是由阴极单板和阳极单板焊接而成；进一步优选的，所述阴极单板和/或阳极单板为经涂层表面改性后的金属板；优选的，所述金属双极板本体经过上述任一项所述的金属双极板的焊线防腐处理方法的防腐处理后，得到所述金属双极板。
下面通过具体实验实施例进一步对本发明进行如下说明：
实施例1
选取金属双极板的氢极板、空气极板各一块，确定焊接工艺后，将氢极板和空气极板激光焊接形成金属双极板。对该金属双极板进行测试，测得其接触电阻为3.50mΩ·cm2。将该金属双极板放入0.5M的硫酸溶液中，在80℃下加热2小时后，测得硫酸溶液中铁离子含量为50ppm。将双极板取出用纯水超声清洗干净并烘干备用。
对上述的金属双极板的焊线进行防腐处理，具体包括如下步骤：
1)在电镀保护漆储罐中添加电镀保护漆，开启滚压装置，调节各项参数，在金属双极板表面的凸部上涂覆一层电镀保护漆，放入烘箱中于100℃烘干30min，在金属双极板表面的凸部上形成一层电镀保护漆膜。
2)采用超声喷涂的方式向经步骤1)处理后的金属双极板上喷涂0.1％的PTFE水溶液，喷涂完成后将双极板转移到马弗炉中在300℃的温度下固化处理10min，以在金属双极板的凹部上形成覆盖焊线的防腐蚀层。
重复进行步骤2)一共4次。
3)将金属双极板的电镀保护漆膜去除，得到焊线防腐处理后的金属双极板。
经测定，焊线防腐处理后的金属双极板上的防腐蚀层的负载量为2mg/cm2。对本实施例得到的焊线防腐处理后的金属双极板进行测试，测得其接触电阻为3.55mΩ·cm2。将该焊线防腐处理后的金属双极板放入0.5M硫酸溶液中，在80℃下加热2小时，测得硫酸溶液中铁离子含量为2.0ppm。
实施例2
选取金属双极板的氢极板、空气极板各一块，确定焊接工艺后，将氢极板和空气极板激光焊接形成金属双极板。对该金属双极板进行测试，测得其接触电阻为5.60mΩ·cm2。将该金属双极板放入0.5M的硫酸溶液中，在80℃下加热2小时后，测得硫酸溶液中铁离子含量为55ppm。将双极板取出用纯水超声清洗干净并烘干备用。
对上述的金属双极板的焊线进行防腐处理，具体包括如下步骤：
1)在电镀保护漆储罐中添加电镀保护漆，开启滚压装置，调节各项参数，在金属双极板表面的凸部上涂覆一层电镀保护漆，放入烘箱中于100℃烘干30min，在金属双极板表面的凸部上形成一层电镀保护漆膜。
2)采用超声喷涂的方式向经步骤1)处理后的金属双极板上喷涂0.1％的PTFE水溶液，喷涂完成后将双极板转移到马弗炉中在300℃的温度下固化处理10min，以在金属双极板的凹部上形成覆盖焊线的防腐蚀层。
重复进行步骤2)一共2次。
3)将金属双极板的电镀保护漆膜去除，得到焊线防腐处理后的金属双极板。
经测定，焊线防腐处理后的金属双极板上的防腐蚀层的负载量为1.8mg/cm2。对本实施例得到的焊线防腐处理后的金属双极板进行测试，测得其接触电阻为5.48mΩ·cm2。将该焊线防腐处理后的金属双极板放入0.5M硫酸溶液中，在80℃下加热2小时，测得硫酸溶液中铁离子含量为5.0ppm。
实施例3
选取金属双极板的氢极板、空气极板各一块，确定焊接工艺后，将氢极板和空气极板激光焊接形成金属双极板。对该金属双极板进行测试，测得其接触电阻为2.60mΩ·cm2。将该金属双极板放入0.5M的硫酸溶液中，在80℃下加热2小时后，测得硫酸溶液中铁离子含量为30ppm。将双极板取出用纯水超声清洗干净并烘干备用。
对上述的金属双极板的焊线进行防腐处理，具体包括如下步骤：
1)在电镀保护漆储罐中添加电镀保护漆，开启滚压装置，调节各项参数，在金属双极板表面的凸部上涂覆一层电镀保护漆，放入烘箱中于100℃烘干30min，在金属双极板表面的凸部上形成一层电镀保护漆膜。
2)采用超声喷涂的方式向经步骤1)处理后的金属双极板上喷涂0.1％的PTFE水溶液，喷涂完成后将双极板转移到马弗炉中在400℃的温度下固化处理10min，以在金属双极板的凹部上形成覆盖焊线的防腐蚀层。
重复进行步骤2)一共4次。
3)将金属双极板的电镀保护漆膜去除，得到焊线防腐处理后的金属双极板。
经测定，焊线防腐处理后的金属双极板上的防腐蚀层的负载量为1.8mg/cm2。对本实施例得到的焊线防腐处理后的金属双极板进行测试，测得其接触电阻为3.55mΩ·cm2。将该焊线防腐处理后的金属双极板放入0.5M硫酸溶液中，在80℃下加热2小时，测得硫酸溶液中铁离子含量为1.5ppm。
实施例4
选取金属双极板的氢极板、空气极板各一块，确定焊接工艺后，将氢极板和空气极板激光焊接形成金属双极板。对该金属双极板进行测试，测得其接触电阻为5.7mΩ·cm2。将该金属双极板放入0.5M的硫酸溶液中，在80℃下加热2小时后，测得硫酸溶液中铁离子含量为60ppm。将双极板取出用纯水超声清洗干净并烘干备用。
对上述的金属双极板的焊线进行防腐处理，具体包括如下步骤：
1)在电镀保护漆储罐中添加电镀保护漆，开启滚压装置，调节各项参数，在金属双极板表面的凸部上涂覆一层电镀保护漆，放入烘箱中于100℃烘干30min，在金属双极板表面的凸部上形成一层电镀保护漆膜。
2)采用超声喷涂的方式向经步骤1)处理后的金属双极板上喷涂0.1％的PTFE水溶液，喷涂完成后将双极板转移到马弗炉中在300℃的温度下固化处理10min，以在金属双极板的凹部上形成覆盖焊线的防腐蚀层。
重复进行步骤2)一共2次。
3)将金属双极板的电镀保护漆膜去除，得到焊线防腐处理后的金属双极板。
经测定，焊线防腐处理后的金属双极板上的防腐蚀层的负载量为1.1mg/cm2。对本实施例得到的焊线防腐处理后的金属双极板进行测试，测得其接触电阻为5.8mΩ·cm2。将该焊线防腐处理后的金属双极板放入0.5M硫酸溶液中，在80℃下加热2小时，测得硫酸溶液中铁离子含量为3.5ppm。
实施例5
选取金属双极板的氢极板、空气极板各一块，确定焊接工艺后，将氢极板和空气极板激光焊接形成金属双极板。对该金属双极板进行测试，测得其接触电阻为2.50mΩ·cm2。将该金属双极板放入0.5M的硫酸溶液中，在80℃下加热2小时后，测得硫酸溶液中铁离子含量为38ppm。将双极板取出用纯水超声清洗干净并烘干备用。
对上述的金属双极板的焊线进行防腐处理，具体包括如下步骤：
1)在电镀保护漆储罐中添加电镀保护漆，开启滚压装置，调节各项参数，在金属双极板表面的凸部上涂覆一层电镀保护漆，放入烘箱中于100℃烘干30min，在金属双极板表面的凸部上形成一层电镀保护漆膜。
2)采用超声喷涂的方式向经步骤1)处理后的金属双极板上喷涂0.1％的PTFE水溶液，喷涂完成后将双极板转移到马弗炉中在300℃的温度下固化处理10min，以在金属双极板的凹部上形成覆盖焊线的防腐蚀层。
3)将金属双极板的电镀保护漆膜去除，得到焊线防腐处理后的金属双极板。
经测定，焊线防腐处理后的金属双极板上的防腐蚀层的负载量为2.3mg/cm2。对本实施例得到的焊线防腐处理后的金属双极板进行测试，测得其接触电阻为2.5mΩ·cm2。将该焊线防腐处理后的金属双极板放入0.5M硫酸溶液中，在80℃下加热2小时，测得硫酸溶液中铁离子含量为1.0ppm。
实施例6
选取金属双极板的氢极板、空气极板各一块，确定焊接工艺后，将氢极板和空气极板激光焊接形成金属双极板。对该金属双极板进行测试，测得其接触电阻为3.50mΩ·cm2。将该金属双极板放入0.5M的硫酸溶液中，在80℃下加热2小时后，测得硫酸溶液中铁离子含量为50ppm。将双极板取出用纯水超声清洗干净并烘干备用。
对上述的金属双极板的焊线进行防腐处理，具体包括如下步骤：
1)在电镀保护漆储罐中添加电镀保护漆，开启滚压装置，调节各项参数，在金属双极板表面的凸部上涂覆一层电镀保护漆，放入烘箱中于100℃烘干30min，在金属双极板表面的凸部上形成一层电镀保护漆膜。
2)采用超声喷涂的方式向经步骤1)处理后的金属双极板上喷涂0.1％的氯铂酸乙醇溶液，喷涂完成后将双极板转移到马弗炉中在300℃的温度下固化处理10min，以在金属双极板的凹部上形成覆盖焊线的防腐蚀层。
重复进行步骤2)一共4次。
3)将金属双极板的电镀保护漆膜去除，得到焊线防腐处理后的金属双极板。
经测定，焊线防腐处理后的金属双极板上的防腐蚀层的负载量为2mg/cm2。对本实施例得到的焊线防腐处理后的金属双极板进行测试，测得其接触电阻为3.55mΩ·cm2。将该焊线防腐处理后的金属双极板放入0.5M硫酸溶液中，在80℃下加热2小时，测得硫酸溶液中铁离子含量为2.5ppm。
实施例7
选取金属双极板的氢极板、空气极板各一块，确定焊接工艺后，将氢极板和空气极板激光焊接形成金属双极板。对该金属双极板进行测试，测得其接触电阻为3.50mΩ·cm2。将该金属双极板放入0.5M的硫酸溶液中，在80℃下加热2小时后，测得硫酸溶液中铁离子含量为50ppm。将双极板取出用纯水超声清洗干净并烘干备用。
对上述的金属双极板的焊线进行防腐处理，具体包括如下步骤：
1)在电镀保护漆储罐中添加电镀保护漆，开启滚压装置，调节各项参数，在金属双极板表面的凸部上涂覆一层电镀保护漆，放入烘箱中于100℃烘干30min，在金属双极板表面的凸部上形成一层电镀保护漆膜。
2)采用超声喷涂的方式向经步骤1)处理后的金属双极板上喷涂0.1％的氯铱酸乙醇溶液，喷涂完成后将双极板转移到马弗炉中在300℃的温度下固化处理10min，以在金属双极板的凹部上形成覆盖焊线的防腐蚀层。
重复进行步骤2)一共4次。
3)将金属双极板的电镀保护漆膜去除，得到焊线防腐处理后的金属双极板。
经测定，焊线防腐处理后的金属双极板上的防腐蚀层的负载量为2.1mg/cm2。对本实施例得到的焊线防腐处理后的金属双极板进行测试，测得其接触电阻为3.55mΩ·cm2。将该焊线防腐处理后的金属双极板放入0.5M硫酸溶液中，在80℃下加热2小时，测得硫酸溶液中铁离子含量为2.4ppm。
从实施例1-实施例7的实验数据中可以明显看出：经过本发明的金属双极板的焊线防腐处理方法对金属双极板进行的防腐处理后，使的金属双极板的耐腐蚀性能变大大提高。虽然，部分实施例的金属双极板经防腐处理后，其接触电阻略有改变，但是变化极小，根本不会影响金属双极板的电性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (25)

1.一种金属双极板的焊线防腐处理方法，用于对金属双极板的焊线进行防腐处理，其中，所述金属双极板的表面包括凹部和凸部，且焊线分布在所述凹部上；所述凸部为非焊线处；其特征在于，包括如下步骤：
制备保护漆膜步骤：在所述金属双极板的凸部上涂覆保护漆，干燥处理后，在凸部上形成保护漆膜；采用滚压装置在金属双极板的凸部上涂覆保护漆；其中，滚压装置包括保护漆储罐、滚筒及刮刀；其中，保护漆储罐中添加保护漆，滚筒在转动过程中，保护漆储罐不断的向滚筒补充保护漆；当滚筒转至刮刀位置处时，刮刀会将滚筒上多余的保护漆刮掉，以防止保护漆粘附过多，导致在滚压过程中向金属双极板的凹部中流动、填充；金属双极板在通过两个滚筒之间时，滚筒会与金属双极板的凸部接触，从而在凸部上涂覆保护漆，干燥后形成保护漆膜；
制备防腐蚀层步骤：将防腐蚀液涂覆在金属双极板的所述凹部上；对所述凹部上涂覆的防腐蚀液进行固化处理，以在金属双极板的表面形成覆盖所述焊线的防腐蚀层；
除去保护漆膜步骤：将所述金属双极板的凸部上形成的保护漆膜除去。
2.根据权利要求1所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述保护漆为电镀保护漆。
3.根据权利要求2所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述保护漆的成分包括金属盐溶液、有机高分子材料、石蜡中的任一种。
4.根据权利要求1所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述保护漆膜的厚度为0.05-0.2mm。
5.根据权利要求1所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为50-110℃，干燥处理时间为20-40min。
6.根据权利要求5所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为80-100℃；和/或
所述干燥处理的步骤在烘箱中进行。
7.根据权利要求1-6任一项所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，在所述制备防腐蚀层步骤中：
所述防腐蚀层的厚度为2-20nm；和/或
所述防腐蚀液选用防腐蚀疏水液，所述防腐蚀层为防腐蚀疏水层。
8.根据权利要求1-6任一项所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，在所述制备防腐蚀层步骤中：
所述防腐蚀液选用金属盐溶液或有机高分子水溶液。
9.根据权利要求8所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述防腐蚀液选用氯铂酸溶液、氯铱酸溶液、PTFE溶液中的任一种；其中，所述PTFE溶液为质量分数为0.1-5％的PTFE水溶液。
10.根据权利要求1-6任一项所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，在所述制备防腐蚀层步骤中：
采用喷涂、涂刷、浸渍提拉法中的任一种的方式将防腐蚀液涂覆在金属双极板的所述凹部上。
11.根据权利要求10所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，采用超声喷涂的方式将防腐蚀液涂覆在金属双极板的所述凹部上。
12.根据权利要求1-6任一项所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，在所述制备防腐蚀层步骤中：向所述凹部上涂覆防腐蚀液后，使所述防腐蚀液在所述凹部上停留30s-5min后，再对所述凹部上涂覆的防腐蚀液进行固化处理。
13.根据权利要求1-6任一项所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，在所述制备防腐蚀层步骤中：
所述固化处理的温度为200-450℃、所述固化处理的时间为30s-15min；和/或
所述固化处理在马弗炉中进行。
14.根据权利要求13所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述固化处理的时间为1-10min。
15.根据权利要求1-6任一项所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述金属双极板上的所述防腐蚀层的负载量为设定负载量；其中，所述负载量指的是金属双极板上的每单位面积的凹部所负载的防腐蚀层的质量。
16.根据权利要求15所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述设定负载量为0.1-10mg/cm2。
17.根据权利要求16所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，所述设定负载量为1-3mg/cm2。
18.根据权利要求15所述的金属双极板的焊线防腐处理方法，其特征在于，重复进行所述制备防腐蚀层步骤多次，直至所述金属双极板上的所述防腐蚀层的负载量达到设定负载量。
19.一种金属双极板，其特征在于，所述金属双极板包括：
金属双极板本体，所述金属双极板本体上具有焊线，且所述焊线分布在所述金属双极板本体的表面的凹部上；
防腐蚀层，所述防腐蚀层覆盖所述金属双极板本体的焊线；
其中，所述金属双极板本体经过权利要求1-18任一项所述的金属双极板的焊线防腐处理方法的防腐处理后，得到所述金属双极板。
20.根据权利要求19所述的金属双极板，其特征在于，所述防腐蚀层的厚度为2-20nm。
21.根据权利要求19所述的金属双极板，其特征在于，所述防腐蚀层的负载量为0.1-10mg/cm2；所述负载量指的是金属双极板上的每单位面积的凹部所负载的防腐蚀层的质量。
22.根据权利要求21所述的金属双极板，其特征在于，所述防腐蚀层的负载量为1-3mg/cm2。
23.根据权利要求19所述的金属双极板，其特征在于，所述焊线为激光焊线。
24.根据权利要求19所述的金属双极板，其特征在于，所述金属双极板本体是由阴极单板和阳极单板焊接而成。
25.根据权利要求24所述的金属双极板，其特征在于，所述阴极单板和/或阳极单板为经涂层表面改性后的金属板。
CN202010104679.4A 2020-02-20 2020-02-20 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板 Active CN111200136B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010104679.4A CN111200136B (zh) 2020-02-20 2020-02-20 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010104679.4A CN111200136B (zh) 2020-02-20 2020-02-20 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111200136A CN111200136A (zh) 2020-05-26
CN111200136B true CN111200136B (zh) 2023-03-21

Family

ID=70746840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010104679.4A Active CN111200136B (zh) 2020-02-20 2020-02-20 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111200136B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112323096A (zh) * 2020-09-23 2021-02-05 河北东恩企业管理咨询有限公司 一种含硫镍圆饼的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4020220A (en) * 1975-03-20 1977-04-26 Diamond Shamrock Corporation Composite coating having enhanced corrosion resistance
JP2006228729A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Antig Technology Co Ltd 抗腐蝕の両極燃料電池板の製作方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1996720A (zh) * 2006-12-23 2007-07-11 中国北车集团永济电机厂 电机水冷机座内腔的防腐处理方法
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
CN105140544B (zh) * 2015-08-28 2018-08-03 航天新长征电动汽车技术有限公司 一种金属双极板及其制备方法
CN108470931A (zh) * 2018-03-15 2018-08-31 大连交通大学 一种燃料电池用金属双极板表面耐腐蚀修饰方法
CN108963294B (zh) * 2018-07-20 2021-06-29 大连交通大学 一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4020220A (en) * 1975-03-20 1977-04-26 Diamond Shamrock Corporation Composite coating having enhanced corrosion resistance
JP2006228729A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Antig Technology Co Ltd 抗腐蝕の両極燃料電池板の製作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111200136A (zh) 2020-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103985877B (zh) 表面含有导电聚合物膜的锂离子电池集流体处理工艺
JP4920800B2 (ja) 容器用鋼板の製造方法
JP2719698B2 (ja) 耐食性重層被覆金属管
CA3026384C (en) Electrically conductive composite corrosion protection coating
EP3667293B1 (en) Method of testing corrosion resistance of coated metal material
CN111200136B (zh) 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板
JPS58197292A (ja) 高効率ガンマ−亜鉛ニッケル合金めっき鋼板の製造方法
CN105063685A (zh) 一种含镍钴合金镀层的镀镍铜材及其制备方法和应用
Da Silva et al. Study of conversion coatings obtained from tungstate-phosphoric acid solutions
JP2004139951A (ja) 燃料電池用セパレータおよびその製造方法
CN108539261B (zh) 一种表面沉积无机盐的高稳定固体电解质制备方法
CN111354956B (zh) 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板
Kunst et al. Corrosion mechanism suggested based on electrochemical analysis and SVET for uncoated tinplate and post coated with a hybrid film
CN101859904B (zh) Fe-Ni-Cr合金燃料电池双极板的制作方法
JP2005235739A (ja) 燃料電池構成部品及びその製造方法
Abdulrazzaq et al. Enhancement of low carbon steel corrosion resistance in acidic and saline media using superhydrophobic nanocomposite
US4389459A (en) Conductive coatings for metal substrates
CN106702455A (zh) 一种铝合金表面微弧氧化方法
CN107254705A (zh) 一种纳米TiN‑PANI复合导电聚合物涂层的制备工艺
Petrov et al. Electrical-percolation effects in epoxy resin/ion-exchange resin/polyaniline anticorrosion composite materials
Zhang Electrochemical evidence of corrosion resistance of polyaniline film on the copper surface
JP3859941B2 (ja) 耐食性に優れた自動車用燃料タンク
JPS62136590A (ja) Ｚｎ−Ｎｉ合金めつき鋼板の製造方法
JP2583297B2 (ja) シーム溶接性、塗料密着性および塗装後耐食性に優れた極薄溶接缶用材料
WO2010128676A1 (ja) 燃料電池用セパレータ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant