CN112844997A - 一种用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法，所述端板上设有6个与电堆内部连通的通孔，所述方法包括如下步骤：(1)将端板浸泡在有机溶液中，除去端板表面的有机杂质；(2)在通孔表面涂抹聚四氟乙烯乳液，然后烘烤，完成绝缘处理。经过本发明方法处理的端板，可在端板通孔表面形成聚四氟乙烯结晶，使其使其绝缘性达到国标标准。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为最有可能商业化的燃料电池，具有结构简单、能量密度较高、响应速度快、可快速启动无污染和噪音低等优点，在便携、移动和车用动力方面有着广阔的应用前景。
燃料电池电池堆端板以金属材料为主，端板加工成型后会进行氧化发黑处理，即使其表面生成一层氧化膜，起到绝缘的效果。然而由于燃料电池反应过程中生成一部分水以及燃料电池冷却剂腔存在一部分水或乙二醇，在公共通道表面残存的水或乙二醇溶液会导致端板导电，从而使得端板无法通过绝缘测试。
因此，在端板正式组装前需要对其进行绝缘处理。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法。
为了实现本发明之目的，本申请提供以下技术方案。
在第一方面中，本申请提供一种用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法，所述端板上设有6个与电堆内部连通的通孔，所述方法包括如下步骤：
(1)将端板浸泡在有机溶液中，除去端板表面的有机杂质；
(2)在通孔表面涂抹聚四氟乙烯乳液，然后烘烤，完成绝缘处理。
端板上设置的6个通孔，分别为空气的进口与出口、氢气的进口与出口、冷却水的进口和出口，这些部位都会与水或乙二醇接触，有导电风险，因此需对这些通孔进行绝缘处理。第一步先除去有机杂质，是为了避免有机杂质在高温烘烤后使端板变色。
在第一方面的一种实施方式中，所述有机溶液为丙酮，浸泡时间为1～2h。
在第一方面的一种实施方式中，在浸泡过程中，所述有机溶剂中进行超声震荡，超声震荡是为了使得有机杂质更容易与端板分离。
在第一方面的一种实施方式中，所述聚四氟乙烯乳液的质量浓度为20％～99％。
在第一方面的一种实施方式中，所述烘烤的温度为340～360℃。聚四氟乙烯会在高温下结晶，形成致密的保护膜，阻隔通孔表面与水或乙二醇接触，从而起到绝缘的作用，温度太高，结晶太快但不均匀，温度太低，结晶太慢甚至出现不结晶的情况。
在第一方面的一种实施方式中，所述烘烤时间为0.5～1h。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：经过绝缘处理的端板，可使得四氟乳液结晶在端板公共通道(即通孔)表面，使端板的通孔的绝缘性达到国标标准。
具体实施方式
除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。
以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本发明的保护范围之内。
实施例
下面将对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种燃料电池堆表面绝缘处理的方法，其包括如下步骤：
步骤一：使用丙酮溶液去除端板表面的有机物杂质，防止有机物杂质在高温烘烤后使端板变色；
步骤二：用浓度为20％四氟乳液充分涂抹端板上的6个位于共同通道上的孔位，涂抹均匀后在烘箱中以340℃的温度烘烤一小时；
步骤三：对烘烤后的端板进行绝缘性测试，具体方法如下：
使用烘烤后的端板组装燃料电池堆，并对其介电强度进行测试。介电强度测试的具体方法如下：
对进行介电强度试验的燃料电池堆，应切断燃料电池供应并用吹扫气体进行吹扫。在带电部分和不带电金属构件之间世家试验电压，采用直流电或50Hz±2Hz的正弦交流电。试验电压应在不少于10s的时间内稳定增加到规定之，然后至少维持1min。如果没有出现绝缘击穿，且泄漏电流不超过1mA乘以试验电压与开路电压之比，则认为符合要求。具体试验电压应参考《GBT20042.2-2008质子交换膜燃料电池电池通用技术条件》。
经检测，经过绝缘处理的端板符合《GBT20042.2-2008质子交换膜燃料电池电池通用技术条件》国家标准。
实施例2
一种燃料电池堆表面绝缘处理的方法，其包括如下步骤：
步骤一：使用丙酮溶液去除端板表面的有机物杂质，浸泡时间为1h，且在浸泡过程中对丙酮溶液进行超声；
步骤二：用浓度为99％四氟乳液充分涂抹端板上的6个位于共同通道上的孔位，涂抹均匀后在烘箱中以360℃的温度烘烤0.5小时；
步骤三：对烘烤后的端板进行绝缘性测试，测试方法与实施例1相同。
经检测，经过绝缘处理的端板符合《GBT20042.2-2008质子交换膜燃料电池电池通用技术条件》国家标准。
实施例3
一种燃料电池堆表面绝缘处理的方法，其包括如下步骤：
步骤一：使用丙酮溶液去除端板表面的有机物杂质，浸泡时间为2h，且在浸泡过程中对丙酮溶液进行超声；
步骤二：用浓度为50％四氟乳液充分涂抹端板上的6个位于共同通道上的孔位，涂抹均匀后在烘箱中以350℃的温度烘烤40min；
步骤三：对烘烤后的端板进行绝缘性测试，测试方法与实施例1相同。
经检测，经过绝缘处理的端板符合《GBT20042.2-2008质子交换膜燃料电池电池通用技术条件》国家标准。
上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。
Claims (6)
1.一种用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法，所述端板上设有6个与电堆内部连通的通孔，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将端板浸泡在有机溶液中，除去端板表面的有机杂质；
(2)在通孔表面涂抹聚四氟乙烯乳液，然后烘烤，完成绝缘处理。
2.如权利要求1所述的用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法，其特征在于，所述有机溶液为丙酮，浸泡时间为1～2h。
3.如权利要求1或2所述的用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法，其特征在于，在浸泡过程中，所述有机溶剂中进行超声震荡。
4.如权利要求1所述的用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯乳液的质量浓度为20％～99％。
5.如权利要求1所述的用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法，其特征在于，所述烘烤的温度为340～360℃。
6.如权利要求1所述的用于燃料电池电堆端板的表面绝缘处理方法，其特征在于，所述烘烤时间为0.5～1h。
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| 赵麦群等: "《金属腐蚀与防护》", 31 May 2019 * |
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