CN115832336A - 一种燃料电池金属极板预涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池金属极板预涂层及其制备方法，该预涂层包括依次形成于金属极板基材表面的多元金属层、过渡层和碳层，厚度依次分别为10～5000nm、10～1000nm和10～2000nm，多元金属层的金属元素由选自过渡金属元素镍、锆、铌、钨、铁、钒、铜、银、金、钛、锌中的至少一种和选自P区金属元素铪、铝、铅、铊、锡中的至少一种元素组成，通过连续卷对卷沉积工艺在金属极板表面依次沉积得到。本发明通过调整复合靶材成分和工艺参数来调整镀层成分和厚度，在基材表面沉积上述预涂层，保证耐腐蚀性的前提下显著提高涂层韧性，在后续拉伸、压缩及弯曲等加工过程中保证预涂层的防护性能，满足燃料电池的使用要求。

Description

一种燃料电池金属极板预涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于燃料电池材料领域，具体涉及一种燃料电池金属极板预涂层及其制备方法。

背景技术

燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的启动速率快、能量转化效率高、环境友好的发电装置，在不久的将来能够广泛应用于交通、电子、国防等领域。质子交换膜燃料电池包括电极、电解质隔膜、双极板和气体扩散层，其中双极板是燃料电池的关键组件之一，主要起着支撑膜电极、分配反应气体、收集电流、分隔氧化剂和还原剂、传导热量和排出产物水的作用。燃料电池在强酸性环境下运行，pH值在3～5之间，并且含有1～5ppm氟离子以及少量的其他离子。因此，要求极板具有一定的强度、良好的导电性、抗腐蚀性和气体不透过性等。

金属材料具有良好的导电导热性、较高的机械强度、成形容易、加工成本低等优点，近年来燃料电池金属极板研究成为主要方向。目前提高金属极板的耐腐蚀性和导电性主要途径是在金属极板表面镀一层或多层薄膜，但从金属极板的成形到涂层的制备，中间需要多次进行加工、焊接、清洗等工艺流程，严重影响极板的生产效率。如果能够实现先镀膜再成形的预涂层工艺流程，能极大的减少工艺流程，提升生产效率，然而先镀膜再成形的预涂层工艺流程对涂层的韧性有较高要求，具有高韧性、耐腐蚀性及导电性的金属极板预涂层成为一个重要的研究课题。

现有技术中，复合金属涂层是研究热点。公告号为CN104310991A的专利申请公开采用等离子喷射技术热喷制备掺杂稀土的纳米钛-铌涂层，通过调节各类金属氧化物、纳米钛和纳米铌的比例，大幅提高涂层的强度和韧性，此类涂层添加金属氧化物提高了涂层韧性，但无法保证铌涂层的导电性能。公告号为CN112993299A的专利申请通过多弧离子镀与磁控溅射联用技术在金属双极板上制备硅掺杂的碳化铌涂层，通过硅掺杂抑制柱状晶粒的生长，提高涂层的致密性及硬度，此类涂层运用硅元素在保证导电性能的前提下提高涂层的硬度，但无法做到提升涂层的韧性。公告号为CN108677185A的专利申请采用激光熔覆方法在钢合金上制备固定比例的Fe、Ti、Si、B、Nb元素的高硅高铌涂层，提高了钢合金在高温环境下的抗氧化性能，但这类薄膜缺陷较多，无法满足对涂层的耐腐蚀性能要求。

发明内容

为克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的是提供一种燃料电池金属极板预涂层，其具有高耐蚀、高韧性和高导电性能。

本发明的另一目的是提供上述燃料电池金属极板预涂层的制备方法。

本发明的上述目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种燃料电池金属极板预涂层，其包括依次形成于金属极板基材表面的多元金属层、过渡层和碳层，所述多元金属层的厚度为10～5000nm，所述过渡层的厚度为10～1000nm，所述碳层的厚度为10～2000nm。

作为优选，所述金属极板基材的厚度为0.05～2mm，其材质包括但不限于不锈钢、铝、钛、钛合金或镁合金。

作为优选，所述多元金属层的金属元素由选自过渡金属元素镍、锆、铌、钨、铁、钒、铜、银、金、钛、锌中的至少一种和选自P区金属元素铪、铝、铅、铊、锡中的至少一种元素组成，其中：

单种过渡金属元素总的物质的含量不低于2wt％，不高于99.5wt％；

单种P区金属元素不低于0.5wt％，不高于99.5％。由于上述金属元素本身具备较好的耐腐蚀性能，在单质金属涂层中引入其他合适的金属元素制备多元合金涂层，通过合金化改变涂层中的相结构，缓解涂层在拉伸等成形过程中由界面缺陷引起的开裂现象，提高涂层的韧性，同时相对于纯金属相合金相具备更好的延展性，在拉伸、压缩、弯曲等成形工艺中不会出现裂纹孔洞等缺陷。

作为优选，所述过渡层包含金属碳化物相、金属或合金相以及石墨相。当过渡层中碳含量较低，碳原子主要以原子形式嵌入在合金的晶格结构中，从而提升涂层间结合力；随着碳含量的提升，部分碳将和金属元素结合为金属碳化物，通过化学相的形成进一步提高涂层结合力；同时过量的碳将形成石墨相与金属碳化物相交错形成，通过物理嵌合方式提升涂层结合力。

作为优选，所述碳层为纳米晶/非晶复合碳层，其中碳原子sp²杂化占比大于40％，小于90％。碳层以非晶碳结构为主体，大量微晶石墨结构嵌入在非晶碳中，两者共同保证碳层的导电耐蚀性能，而微晶石墨结构能进一步提高涂层耐久性进而提高涂层服役时间。

本发明还提供前述燃料电池金属极板预涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)金属极板表面预处理：以所述金属极板作为基材，通过连续卷对卷清洗方式将其经去离子蒸馏水清洗干净后，放入无水乙醇、丙酮和无水乙醇中超声振动处理；

(2)沉积多元金属层：以多元金属作为靶材，在真空腔体内通入氩气的条件下，通过连续卷对卷沉积方式在上述预处理后的金属极板表面沉积多元金属层；

(3)沉积过渡层：以多元金属和石墨作为靶材，在真空腔体内通入氩气的条件下，通过连续卷对卷沉积方式在所述多元金属层表面沉积过渡层；

(4)沉积碳层：以石墨作为靶材，在真空腔体内通入氩气的条件下，通过连续卷对卷沉积方式在所述过渡层表面沉积碳层，即得。

作为优选，步骤(2)中，所述多元金属包括锌、金、银、铜、铁、钒、钛、铊、铌、锡中的两种或两种以上元素复合。

作为优选，步骤(2)中所述连续卷对卷沉积方式的工艺参数包括：真空度为10^-5～10^-1Pa，偏压幅值为-100～-1000V，所述多元金属靶材的靶电流为10～1000A，氩气分压为1×10^-1～8×10^-1Pa，基材温度为100～500℃。

作为优选，步骤(3)中所述连续卷对卷沉积方式的工艺参数包括：真空度为10^-6～10^-1Pa，偏压幅值为-50～-500V，所述多元金属靶材的靶电流为2～20A，所述石墨靶材的靶电流为0.8～80A，氩气分压为1×10^-1～7×10^-1Pa，基材温度为10～2000℃。

作为优选，步骤(4)中所述连续卷对卷沉积方式的工艺参数包括：真空度为10^-6～10^-1Pa，偏压幅值为-50～-400V，所述石墨靶材的靶电流为10～1000A，氩气分压为1×10^-1～7×10^-1Pa，基材温度为10～2000℃。

作为优选，所述基材配备加热装置，整个沉积过程控制所述金属极板的温度在50～1000℃，根据不同的沉积时间配置连续卷对卷沉积的真空腔体，在沉积完成后进入恒温腔体保持所述金属极板的温度不变10～2000min，使涂层结构达到稳定，之后在降温腔体内降温，开通固定金属极板的支架内的水冷装置进行散热，有利于多元金属层达到较为均匀的涂层元素分布，同时提高涂层间结合力。

本发明还提供一种燃料电池金属双极板，其包含前述燃料电池金属极板预涂层，通过沉积有所述燃料电池金属极板预涂层的金属极板加工成形得到，其在0.84V的标准工作电压下腐蚀电流密度小于5×10^-8A/cm²，在1.4MPa压紧力下接触电阻小于10mΩ·cm²。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明在基材表面沉积多元金属层，在保证耐腐蚀性的前提下显著提高涂层韧性，最外层的碳层虽在拉伸等成形工艺过程中出现裂纹等缺陷，但低尺度的缺陷并不会影响涂层的导电性能。

(2)本发明采用连续卷对卷沉积技术制备燃料电池金属极板预涂层，通过复合金属靶材设计，能够较为精确地调控涂层金属元素比例，同时涂层的致密性好，能够避免孔洞缺陷，膜层与基体界面原子扩散提高，加强基体与涂层的结合力，并且利用加热保温来实现金属元素的充分扩散。掺杂的金属元素均匀分布在主体金属涂层中，通过合金化改变涂层中的相结构，缓解涂层在拉伸等成形过程中由界面缺陷引起的开裂现象提高涂层的韧性，同时相对于纯金属相合金相具有更好的延展性。

(3)本发明通过调整复合靶材的成分以及工艺参数调整镀层成分，大幅提高多元金属层的韧性，从而在后续拉伸、压缩以及弯曲等工艺过程中保证涂层的防护性能，含有该预涂层的金属极板能够满足燃料电池的使用要求，促进燃料电池行业的发展。

附图说明

图1为实施例中燃料电池金属极板预涂层的结构示意图。

图2为冲压成形前后常规涂层(左)和多元金属涂层(右)开裂情况的示意图；1-碳层；2-多元金属层；3-金属极板。

图3为实施例中燃料电池金属极板预涂层的初始接触电阻测试结果。

图4为实施例中燃料电池金属极板预涂层在0.84V的标准工作电压下24h电化学腐蚀测试结果。

图5为实施例3中燃料电池金属极板预涂层拉伸后的显微镜图片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例通过连续卷对卷沉积技术制备燃料电池金属极板钒铜-碳预涂层，步骤如下：

(1)表面预处理：将不锈钢基材通过连续卷对卷清洗工艺先后完成去离子蒸馏水清洗和无水乙醇、丙酮、无水乙醇超声振动处理，行进速度为0.4m/min，得到干净的不锈钢基材。

(2)将清洗干净后的基材进入连续卷对卷设备，沉积腔体抽真空至低于1×10^{- 5}torr，充入氩气，工作气压保持在2×10^-4torr，不锈钢基材随着连续线向前行进，行进速度为0.2m/min，在等离子清洗腔体内，金属极板基底偏压为-1000V，打开离子源进行离子轰击以去除基体钝化层，清洗过程时间为30min。

(3)在多元金属层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启钒铜复合靶(钒80％wt，铜20％wt)电流为80A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，保持30min，沉积钒铜复合层。

(4)在过渡层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启石墨靶电流为80A，钒铜复合靶电流为20A，沉积时间为10min，沉积钒铜-碳过渡层。

(5)在纳米晶/非晶的复合碳层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，通入氩气为25sccm，开启石墨靶电流为100A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，沉积60min，沉积纳米晶/非晶碳层。

(6)在恒温腔体内关闭靶电流以及通气口，保持基体温度为200℃，恒温30min，完成涂层制备。

上述制备含预涂层的金属极板进行冲压成形，得到燃料电池金属双极板，其中不锈钢金属极板的厚度为0.05～2mm，钒铜-碳层的总厚度为350nm，碳层为100nm，钒铜金属层为200nm。经测试，其初始电阻为3.2mΩ·cm²(图3)，0.84v-24h的电化学腐蚀实验的稳定电流密度为1E-8A/cm²(图4)。

实施例2

本实施例通过连续卷对卷沉积技术制备燃料电池金属极板钒金铜-碳预涂层，步骤如下：

(1)表面预处理：将不锈钢基材通过连续卷对卷清洗工艺先后完成去离子蒸馏水清洗和无水乙醇、丙酮、无水乙醇超声振动处理，行进速度为0.4m/min，得到干净的不锈钢基材。

(2)清洗干净后的基材进入连续卷对卷设备沉积腔体抽真空至低于1×10^-5torr，充入氩气，工作气压保持在2×10^-4torr，不锈钢基材随着连续线向前行进，行进速度为0.2m/min。在等离子清洗腔体内，金属极板基底偏压为-1000V，打开离子源进行离子轰击以去除基体钝化层，清洗过程时间为30min。

(3)多元金属沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启钒金铜复合靶(钒80％wt，铜15％wt，金5％wt)电流为80A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，保持30min，沉积钒金铜复合涂层。

(4)过渡层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启石墨靶电流为80A，钒金铜复合靶电流为20A，沉积时间为10min，沉积钒金铜-碳过渡层。

(5)碳层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，通入氩气25sccm，开启石墨靶电流为100A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，沉积60min，沉积纳米晶/非晶碳层。

(6)恒温腔体内关闭靶电流以及通气口，保持基体温度200℃，恒温30min，完成涂层制备。

上述制备含预涂层的金属极板进行冲压成形，得到燃料电池金属双极板，其中不锈钢金属极板的厚度为0.05～2mm，钒金铜-碳层的总厚度为300nm，碳层为100nm，钒铜金属层为150nm。经测试，其初始电阻为2.97mΩ·cm²(图3)，0.84v-24h的电化学腐蚀实验的稳定电流密度为1.2E-8A/cm²(图4)。

实施例3

本实施例通过连续卷对卷沉积技术制备燃料电池金属极板铌金-碳预涂层，步骤如下：

(1)表面预处理：将不锈钢基材用碱溶液和酸溶液分别清洗后，再用去离子水清洗干净，然后再依次置于无水乙醇、丙酮、无水乙醇中进行超声振动处理，去除不锈钢基材表面油污，得到干净的不锈钢基材。

(2)将清洗干净后的基材安装到连续卷对卷设备上，沉积腔体抽真空至低于1×10^-5torr，充入氩气，工作气压保持在2×10^-4torr，不锈钢基材随着连续线向前行进，行进速度为0.2m/min。在等离子清洗腔体内，金属极板基底偏压为-1000V，打开离子源进行离子轰击以去除基体钝化层，清洗过程时间为30min。

(3)多元金属沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启铌金复合靶(铌90％wt，金10％wt)电流为50A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，保持30min，沉积铌金复合涂层。

(4)过渡层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启石墨靶电流为80A，铌金复合靶电流为10A，沉积时间为10min，沉积铌金-碳过渡层。

(5)碳层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，通入氩气25sccm，开启石墨靶电流为100A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，沉积60min，沉积纳米晶/非晶碳层。

(6)恒温腔体内关闭靶电流以及通气口，保持基体温度200℃，恒温30min，完成涂层制备。

上述制备含有预涂层的金属极板进行冲压成形，得到燃料电池金属双极板，其中不锈钢金属极板的厚度为0.05～2mm，铌金-碳层的总厚度为250nm，碳层为100nm，铌金属层为100nm。经测试，其初始电阻为2.75mΩ·cm²(图3)，0.84v-24h的电化学腐蚀实验的稳定电流密度为2E-8A/cm²(图4)，拉伸后的显微镜图片如图5所示。

实施例4

本实施例通过连续卷对卷沉积技术制备燃料电池金属极板铊钛银-碳预涂层，步骤如下：

(1)表面预处理：将不锈钢基材用碱溶液和酸溶液分别清洗后，再用去离子水清洗干净，然后再依次置于无水乙醇、丙酮、无水乙醇中进行超声振动处理，去除不锈钢基材表面油污，得到干净的不锈钢基材。

(2)将清洗干净后的基材安装到连续卷对卷设备上，沉积腔体抽真空至低于1×10^-5torr，充入氩气，工作气压保持在2×10 ^-4torr，不锈钢基材随着连续线向前行进，行进速度为0.2m/min。在等离子清洗腔体内，金属极板基底偏压为-1000V，打开离子源进行离子轰击以去除基体钝化层，清洗过程时间为30min。

(3)多元金属沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启铊钛银复合靶(铊75％wt，钛20％wt，银5％wt)电流为80A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，保持30min，沉积铊钛银复合涂层。

(4)过渡层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启石墨靶电流为80A，铊钛银复合靶电流为20A，沉积时间为10min，沉积铊钛银-碳过渡层。

(5)碳层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，通入氩气25sccm，开启石墨靶电流为100A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，沉积60min，沉积纳米晶/非晶碳层。

(6)恒温腔体内关闭靶电流以及通气口，保持基体温度200℃，恒温30min，完成涂层制备。

上述制备含有预涂层的金属极板进行冲压成形，得到燃料电池金属双极板，其中不锈钢金属极板的厚度为0.05～2mm，铊钛银-碳层的总厚度为350nm，碳层为100nm，铊钛银金属层为200nm。经测试，其初始电阻为2.6mΩ·cm²(图3)，0.84v-24h的电化学腐蚀实验的稳定电流密度为2.3E-8A/cm²(图4)。

实施例5

本实施例通过连续卷对卷沉积技术制备燃料电池金属极板铌锡-碳预涂层，步骤如下：

(1)表面预处理：将不锈钢基材用碱溶液和酸溶液分别清洗后，再用去离子水清洗干净，然后再依次置于无水乙醇、丙酮、无水乙醇中进行超声振动处理，去除不锈钢基材表面油污，得到干净的不锈钢基材。

(2)将清洗干净后的基材安装到连续卷对卷设备上，沉积腔体抽真空至低于1×10^-5torr，充入氩气，工作气压保持在2×10^-4torr，不锈钢基材随着连续线向前行进，行进速度为0.2m/min。在等离子清洗腔体内，金属极板基底偏压为-1000V，打开离子源进行离子轰击以去除基体钝化层，清洗过程时间为30min。

(3)多元金属沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启铌锡复合靶(铌75％wt，锡25％wt)电流为100A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，保持30min，沉积铊钛银复合涂层。

(4)过渡层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，调节氩气为18sccm，开启石墨靶电流为80A，铌锡复合靶电流为20A，沉积时间为10min，沉积铌锡-碳过渡层。

(5)碳层沉积腔体内将不锈钢基材基底偏压控制到-150V，通入氩气25sccm，开启石墨靶电流为100A，控制基底温度为200℃，工作气压保持为0.33Pa，沉积60min，沉积纳米晶/非晶碳层。

(6)恒温腔体内关闭靶电流以及通气口，保持基体温度200℃，恒温30min，完成涂层制备。

上述制备含有预涂层的金属极板进行冲压成形，得到燃料电池金属双极板，其中不锈钢金属极板的厚度为0.05～2mm，铌锡-碳层的总厚度为450nm，碳层为100nm，铌锡金属层为250nm。经测试，其初始电阻为3.69mΩ·cm²(图3)，0.84v-24h的电化学腐蚀实验的稳定电流密度为7E-9A/cm²(图4)。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的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他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池金属极板预涂层，其特征在于，其包括依次形成于金属极板基材表面的多元金属层、过渡层和碳层，所述多元金属层的厚度为10～5000nm，所述过渡层的厚度为10～1000nm，所述碳层的厚度为10～2000nm。

2.根据权利要求1所述的燃料电池金属极板预涂层，其特征在于，所述多元金属层的金属元素由选自过渡金属元素镍、锆、铌、钨、铁、钒、铜、银、金、钛、锌中的至少一种和选自P区金属元素铪、铝、铅、铊、锡中的至少一种元素组成，其中：

单种过渡金属元素总的物质的含量不低于2wt％，不高于99.5wt％；

单种P区金属元素不低于0.5wt％，不高于99.5％。

3.根据权利要求1所述的燃料电池金属极板预涂层，其特征在于，所述过渡层包含金属碳化物相、金属或合金相以及石墨相。

4.根据权利要求1所述的燃料电池金属极板预涂层，其特征在于，所述碳层为纳米晶/非晶复合碳层，其中碳原子sp²杂化占比大于40％，小于90％。

5.根据权利要求1所述的燃料电池金属极板预涂层，其特征在于，所述金属极板基材的厚度为0.05～2mm，其材质包括但不限于不锈钢、铝、钛、钛合金或镁合金。

6.权利要求1至5任一项所述燃料电池金属极板预涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)金属极板表面预处理：以所述金属极板作为基材，通过连续卷对卷清洗方式将其经去离子蒸馏水清洗干净后，放入无水乙醇、丙酮和无水乙醇中超声振动处理；

(2)沉积多元金属层：以多元金属作为靶材，在真空腔体内通入氩气的条件下，通过连续卷对卷沉积方式在上述预处理后的金属极板表面沉积所述多元金属层；

(3)沉积过渡层：以多元金属和石墨作为靶材，在真空腔体内通入氩气的条件下，通过连续卷对卷沉积方式在所述多元金属层表面所述沉积过渡层；

(4)沉积碳层：以石墨作为靶材，在真空腔体内通入氩气的条件下，通过连续卷对卷沉积方式在所述过渡层表面所述沉积碳层，即得。

7.根据权利要求6所述燃料电池金属极板预涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述连续卷对卷沉积方式的工艺参数包括：真空度为10^-5～10^-1Pa，偏压幅值为-100～-1000V，所述多元金属靶材的靶电流为10～1000A，氩气分压为1×10^-1～8×10^-1Pa，基材温度为100～500℃。

8.根据权利要求6所述燃料电池金属极板预涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述连续卷对卷沉积方式的工艺参数包括：真空度为10^-6～10^-1Pa，偏压幅值为-50～-500V，所述多元金属靶材的靶电流为2～20A，所述石墨靶材的靶电流为0.8～80A，氩气分压为1×10^-1～7×10^-1Pa，基材温度为10～2000℃。

9.根据权利要求6所述燃料电池金属极板预涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述连续卷对卷沉积方式的工艺参数包括：真空度为10^-6～10^-1Pa，偏压幅值为-50～-400V，所述石墨靶材的靶电流为10～2000A，氩气分压为1×10^-1～7×10^-1Pa，基材温度为10～5000℃。

10.一种燃料电池金属双极板，其包含权利要求1至5任一项所述燃料电池金属极板预涂层，通过沉积有所述燃料电池金属极板预涂层的金属极板加工成形得到，其在0.84V的标准工作电压下腐蚀电流密度小于5×10^-8A/cm²，在1.4MPa压紧力下接触电阻小于10mΩ·cm²。

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