DE102010007705A1 - Method for manufacturing bipolar plate for fuel cell, involves thermally interconnecting base plates using bonding agent, and applying bonding agent on surface sides of base plate or intermediate plate via recesses formed in mask - Google Patents

Method for manufacturing bipolar plate for fuel cell, involves thermally interconnecting base plates using bonding agent, and applying bonding agent on surface sides of base plate or intermediate plate via recesses formed in mask Download PDF

Info

Publication number
DE102010007705A1
DE102010007705A1 DE102010007705A DE102010007705A DE102010007705A1 DE 102010007705 A1 DE102010007705 A1 DE 102010007705A1 DE 102010007705 A DE102010007705 A DE 102010007705A DE 102010007705 A DE102010007705 A DE 102010007705A DE 102010007705 A1 DE102010007705 A1 DE 102010007705A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mask
base plates
joining agent
bonding agent
plate
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.)
Withdrawn
Application number
DE102010007705A
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Martin Dr.-Ing. 70376 Erdmann
Matthias Dipl.-Ing. 70372 Herr
Tillmann Dr.-Ing. 73240 Höfer
Heiko Dipl.-Ing. 73275 Steinmetz
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.)
Erdmann Christian Martin Dr-Ing De
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102010007705A priority Critical patent/DE102010007705A1/en
Publication of DE102010007705A1 publication Critical patent/DE102010007705A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • 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
    • H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
    • 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)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

The method involves thermally interconnecting two base plates by using a bonding agent (3) having a melting point lower than that of a material of the base plate by laser soldering, vacuum soldering, diffusion brazing, flame soldering and in-line or microwave-stabilizing plasma soldering processes. The bonding agent is applied on surface sides (2.1, 2.2) of the base plate or an intermediate plate via recesses, which are formed in a mask e.g. metal or plastic mold, by thermal spraying using a roller and/or a wiper.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a bipolar plate for a fuel cell according to the features of the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2005 020 332 A1 beschrieben, eine Versorgungsplatte für elektrochemische Systeme bekannt. Zwei Grundplatten werden unter Verwendung eines Fügemittels thermisch miteinander verbunden, wobei dieses Fügemittel einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Material der Grundplatten aufweist. Mindestens eine erste Grundplatte weist zumindest eine Tasche auf, in welche Fügemittel eingefüllt wird und anschließend die zweite Grundplatte auf eine Fügeebene der ersten Platte aufgelegt wird und durch Hitzeeinwirkung auf das Fügemittel eine Verbindung der Grundplatten erfolgt.From the prior art, as in the DE 10 2005 020 332 A1 described a supply plate for electrochemical systems known. Two base plates are thermally bonded together using a joining agent, this joining agent having a lower melting point than the material of the base plates. At least one first base plate has at least one pocket, in which joining agent is filled and then the second base plate is placed on a joining plane of the first plate and takes place by heat on the joining means connecting the base plates.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle anzugeben.The invention has for its object to provide an improved method for producing a bipolar plate for a fuel cell.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a method for producing a bipolar plate for a fuel cell having the features of claim 1.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Preferred embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

In einem Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle werden zwei Grundplatten unter Verwendung eines Fügemittels thermisch miteinander verbunden, wobei dieses Fügemittel einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Material der Grundplatten aufweist.In a method for manufacturing a bipolar plate for a fuel cell, two base plates are thermally bonded together using a joining agent, this joining agent having a lower melting point than the material of the base plates.

Erfindungsgemäß wird das Fügemittel über Ausnehmungen in einer Maske auf zumindest eine Flächenseite zumindest einer der Grundplatten aufgebracht. Eine Alternative Ausgestaltungsform ist dabei, zwischen den Grundplatten eine Zwischenplatte, mit einer den Grundplatten entsprechenden Geometrie, anzuordnen, wobei das Fügemittel in diesem Fall auf beiden Flächenseiten der Zwischenplatte aufgebracht wird. Die Applikation des Fügemittels erfolgt dabei analog zur Applikation auf einer Grundplatte. Im weiteren ist somit unter der Applikation eines Fügemittels auf eine Grundplatte in analoger Weise auch die alternative Ausgestaltung der Applikation eines Fügemittels auf eine Zwischenplatte, welche zwischen den Grundplatten angeordnet wird, zu verstehen.According to the invention the joining means is applied via recesses in a mask on at least one surface side of at least one of the base plates. An alternative embodiment is to arrange between the base plates an intermediate plate, with a geometry corresponding to the base plates, wherein the joining means is applied in this case on both surface sides of the intermediate plate. The application of the joining agent is carried out analogously to the application on a base plate. Furthermore, the application of a joining agent to a baseplate in an analogous manner thus also means the alternative embodiment of the application of a joining agent to an intermediate plate which is arranged between the baseplates.

Die Maske und deren Ausnehmungen ermöglichen eine optimale Positionierung des Fügemittels auf der Grundplatte und das Aufbringen des Fügemittels mit einer optimalen Schichtdicke. Durch eine derartige strukturgenaue Applikation des Fügemittels wird die thermische Verbindung der beiden Grundplatten, d. h. das Verlöten der beiden Grundplatten, optimiert und beispielsweise fehlerhafte Lötstellen, eine unzureichende und/oder undichte Verbindung der beiden Grundplatten oder ein Verstopfen von Kühlmittelkanälen oder Reaktionsgasführungskanälen der Bipolarplatte durch überschüssiges Fügemittel werden verhindert. Des Weiteren ist auf diese Weise der Fügemittelbedarf reduzierbar, da das Fügemittel nur in der exakt benötigten Menge aufgebracht wird. Eine mittels des Verfahrens erzielte Qualitätssteigerung bei der Fertigung der Bipolarplatten ermöglicht eine konstant hohe Leistungsfähigkeit bzw. eine Steigerung der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle.The mask and its recesses allow optimal positioning of the joining agent on the base plate and the application of the joining agent with an optimal layer thickness. Such a structurally accurate application of the joining agent, the thermal connection of the two base plates, d. H. the soldering of the two base plates, optimized and, for example, faulty solder joints, insufficient and / or leaking connection of the two base plates or clogging of coolant channels or reaction gas guide channels of the bipolar plate by excess joining agent are prevented. Furthermore, the joining agent requirement can be reduced in this way, since the joining agent is applied only in the exact amount required. A quality improvement in the production of the bipolar plates achieved by means of the method enables a constant high performance or an increase in the performance of the fuel cell.

Im Gegensatz zum Stand der Technik müssen bei dem Verfahren keine Taschen für das Fügemittel in die Grundplatte bzw. Zwischenplatte eingebracht werden. Durch die Einsparung dieses Bearbeitungsschritts sind Fertigungszeiten und -kosten reduziert. Des Weiteren ist durch das Verlöten der Grundplatten, gegebenenfalls mit Anordnung einer Zwischenplatte, gegenüber anderen Verfahren, wie beispielsweise Laserschweißen oder Widerstandsschweißen, eine weitere Fertigungszeitreduktion und Fertigungskostenreduktion erzielbar, da mittels Löten die stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Grundplatten praktisch simultan und nicht zeitaufwändig nacheinander hergestellt werden können. Zudem treten beim Löten, im Gegensatz zum Schweißen, keine hohen lokalen Temperaturbelastungen auf, welche zu Beschädigungen der Grundplatten und dadurch der Bipolarplatte führen können.In contrast to the prior art, no pockets for the joining agent must be introduced into the base plate or intermediate plate in the process. By saving on this processing step, production times and costs are reduced. Furthermore, by soldering the base plates, optionally with the arrangement of an intermediate plate, over other methods, such as laser welding or resistance welding, a further production time reduction and manufacturing cost reduction can be achieved because the cohesive connections between the base plates can be produced virtually simultaneously and not time consuming sequentially by means of soldering , In addition, during soldering, in contrast to welding, no high local temperature stresses occur, which can lead to damage of the base plates and thus of the bipolar plate.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bipolarplattebipolar
22
Grundplattebaseplate
2.1, 2.22.1, 2.2
Flächenseitesurface side
2.1.1, 2.2.12.1.1, 2.2.1
Kanalstrukturchannel structure
2.1.22.1.2
KanalbegrenzungsausformungenKanalbegrenzungsausformungen
33
Fügemitteljoining means
44
Maskemask
55
Ausnehmungenrecesses
66
Rakeldoctor
77
Spritzdüsenozzle
88th
Spritzwerkzeuginjection mold
99
Walzeroller
1010
Vorratsbehälterreservoir
1111
Abstreiferscraper

Der Lötvorgang zum thermischen Verbinden der beiden Grundplatten wird vorzugsweise unter einer Schutzgasatmosphäre oder einer Vakuumatmosphäre durchgeführt, um Oxidbildungen zu verhindern.The soldering process for the thermal bonding of the two base plates is preferably under a protective gas atmosphere or a Vacuum atmosphere performed to prevent oxide formation.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch einen Querschnitt einer Bipolarplatte, 1 schematically a cross section of a bipolar plate,

2A schematisch eine erste Ausführungsform einer Maske, 2A schematically a first embodiment of a mask,

2B schematisch eine zweite Ausführungsform einer Maske, 2 B schematically a second embodiment of a mask,

2C schematisch eine dritte Ausführungsform einer Maske, 2C schematically a third embodiment of a mask,

2D schematisch eine vierte Ausführungsform einer Maske, 2D schematically a fourth embodiment of a mask,

2E schematisch eine fünfte Ausführungsform einer Maske, 2E schematically a fifth embodiment of a mask,

2F schematisch eine sechste Ausführungsform einer Maske, 2F schematically a sixth embodiment of a mask,

3 schematisch das Aufbringen des Fügemittels auf eine Grundplatte mittels einer Rakel, 3 schematically the application of the joining agent to a base plate by means of a doctor blade,

4 schematisch das Aufbringen des Fügemittels auf eine Grundplatte durch Aufspritzen, 4 schematically the application of the joining agent to a base plate by spraying,

5A schematisch das Aufbringen des Fügemittels auf eine Grundplatte mittels einer Walze, 5A schematically the application of the joining agent to a base plate by means of a roller,

5B schematisch eine erste Ausführungsform einer Maske auf einer Walze, 5B schematically a first embodiment of a mask on a roller,

5C schematisch eine zweite Ausführungsform einer Maske auf einer Walze, 5C schematically a second embodiment of a mask on a roller,

5D schematisch eine dritte Ausführungsform einer Maske auf einer Walze, und 5D schematically a third embodiment of a mask on a roller, and

5E schematisch eine vierte Ausführungsform einer Maske auf einer Walze. 5E schematically a fourth embodiment of a mask on a roller.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Bipolarplatte 1 für eine Brennstoffzelle. Die Bipolarplatte 1 ist gebildet aus zwei Grundplatten 2, welche unter Verwendung eines Fügemittels 3, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Material der Grundplatten 2 aufweist, thermisch miteinander verbunden werden. Das Fügemittel 3 ist beispielsweise gebildet aus Lotwerkstoffen, Lotzusatzwerkstoffen, Reaktions- und/oder Flussmittelstoffen oder Kombinationen dieser Stoffe. 1 schematically shows a cross section of a bipolar plate 1 for a fuel cell. The bipolar plate 1 is made up of two base plates 2 which are made using a joining agent 3 , which has a lower melting point than the material of the base plates 2 has to be thermally connected to each other. The joining agent 3 is formed, for example, from solder materials, solder additives, reaction and / or flux materials or combinations of these substances.

Die Grundplatten 2 weisen jeweils auf beiden Flächenseiten 2.1, 2.2 Kanalstrukturen 2.1.1, 2.2.1 auf, wobei durch Verbinden der beiden Grundplatten 2 die Kanalstrukturen 2.1.1 miteinander verbundener Flächenseiten 2.1 Kanäle zur Durchströmung eines Kühlmittels bilden und Kanalstrukturen 2.2.1 nicht miteinander verbundener Flächenseiten 2.2 Reaktionsgasführungskanäle der Brennstoffzelle bilden. Das Fügemittel 3 ist auf Kanalbegrenzungsausformungen 2.1.2 der sich berührenden Flächenseiten 2.1 der Grundplatten 2 angeordnet.The base plates 2 each have on both surface sides 2.1 . 2.2 channel structures 2.1.1 . 2.2.1 on, wherein by connecting the two base plates 2 the channel structures 2.1.1 interconnected surface sides 2.1 Form channels for the flow of a coolant and channel structures 2.2.1 unconnected surface sides 2.2 Form reaction gas guide channels of the fuel cell. The joining agent 3 is on channel boundary formations 2.1.2 the touching surface sides 2.1 the base plates 2 arranged.

Um die Bipolarplatte 1 herzustellen, werden die beiden Grundplatten 2 unter Aufschmelzen des Fügemittels 3 miteinander verlötet. Dies hat gegenüber anderen Verfahren, wie beispielsweise Laserschweißen oder Widerstandsschweißen, den Vorteil, dass die stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Grundplatten 2 praktisch simultan und nicht zeitaufwändig nacheinander hergestellt werden können. Dadurch sind Fertigungszeiten und -kosten reduziert. Zudem treten beim Löten, im Gegensatz zum Schweißen, keine hohen lokalen Temperaturbelastungen auf, welche zu Beschädigungen der Grundplatten 2 und dadurch der Bipolarplatte 1 führen können.To the bipolar plate 1 manufacture, the two base plates 2 with melting of the joining agent 3 soldered together. This has over other methods, such as laser welding or resistance welding, the advantage that the cohesive connections between the base plates 2 can be produced practically simultaneously and not time consuming one after the other. This reduces manufacturing times and costs. In addition, during soldering, in contrast to welding, no high local temperature stresses occur, which damage the base plates 2 and thereby the bipolar plate 1 being able to lead.

Der Lötvorgang zum thermischen Verbinden der beiden Grundplatten 2 wird vorzugsweise unter einer Schutzgasatmosphäre oder einer Vakuumatmosphäre durchgeführt, um Oxidbildungen zu verhindern. Die Grundplatten 2 werden beispielsweise durch Laserlöten, Vakuumlöten, Diffusionslöten, reduzierendes Löten, Flammlöten im Durchlauf oder mikrowellenstabilisierendes Plasmalöten thermisch miteinander verbunden.The soldering process for the thermal connection of the two base plates 2 is preferably carried out under a protective gas atmosphere or a vacuum atmosphere to prevent oxide formation. The base plates 2 For example, they are thermally bonded together by laser soldering, vacuum soldering, diffusion soldering, reducing soldering, flame soldering in progress, or microwave stabilizing plasma soldering.

Vor dem Verlöten wird das Fügemittel 3 unter Verwendung einer Maske 4 auf die Flächenseite 2.1 zumindest einer der beiden Grundplatten 2, welche zu verlöten ist, aufgebracht. In den 2A bis 2F sind verschiedene Ausführungsformen dieser Maske 4 näher dargestellt. Die Maske 4 weist Ausnehmungen 5 auf und wird in einer ersten Ausführungsform des Verfahrens über der Flächenseite 2.1, auf welche das Fügemittel 3, aufzubringen ist, platziert, so dass diese Flächenseite 2.1 bereichsweise abgedeckt ist und das Fügemittel 3 lediglich durch die Ausnehmungen 5 hindurch auf die Grundplatte 2 aufgebracht werden kann.Before soldering, the joining agent becomes 3 using a mask 4 on the surface side 2.1 at least one of the two base plates 2 which is to be soldered, applied. In the 2A to 2F are different embodiments of this mask 4 shown in more detail. The mask 4 has recesses 5 and in a first embodiment of the method over the surface side 2.1 to which the joining agent 3 , is applied, placed so that this area side 2.1 is partially covered and the joining agent 3 only through the recesses 5 through to the base plate 2 can be applied.

Geometrische Ausformungen der Ausnehmungen 5, welche, wie in den 2A bis 2F dargestellt, beispielsweise punktförmig, linienförmig, rautenförmig, vieleckig oder in vielfältigen weiteren geometrischen Formen ausgebildet sind, sind auf den jeweiligen Anwendungszweck bzw. auf die jeweilige Grundplatte 2 abgestimmt. Die Maske 4 ist beispielsweise als Metallform oder als Kunststoffform ausgebildet.Geometrical formations of the recesses 5 which, as in the 2A to 2F are shown, for example, punctiform, linear, diamond-shaped, polygonal or formed in a variety of other geometric shapes are on the respective application or on the respective base plate 2 Voted. The mask 4 is designed for example as a metal mold or as a plastic mold.

Die Maske 4 und deren Ausnehmungen 5 ermöglichen eine optimale Positionierung des Fügemittels 3 auf der Grundplatte 2 und das Aufbringen des Fügemittels 3 mit einer optimalen Schichtdicke, welche durch eine Dicke der Maske 4 vorgegeben wird. Durch eine derartige strukturgenaue Applikation des Fügemittels 3 wird die thermische Verbindung der beiden Grundplatten 2, d. h. das Verlöten der beiden Grundplatten 2, optimiert und beispielsweise fehlerhafte Lötstellen, eine unzureichende und/oder undichte Verbindung der beiden Grundplatten 2 oder ein Verstopfen von Kühlmittelkanälen oder Reaktionsgasführungskanälen der Bipolarplatte 1 durch überschüssiges Fügemittel 3 werden verhindert.The mask 4 and their recesses 5 allow optimal positioning of the joining agent 3 on the base plate 2 and the application of the joining agent 3 with an optimum layer thickness, which is defined by a thickness of the mask 4 is given. By such a structurally accurate application of the joining agent 3 becomes the thermal connection of the two base plates 2 ie soldering the two base plates 2 , optimized and, for example, faulty solder joints, an insufficient and / or leaking connection of the two base plates 2 or clogging of coolant channels or reaction gas guide channels of the bipolar plate 1 by excess joining agent 3 are prevented.

Des Weiteren ist auf diese Weise ein Fügemittelbedarf reduzierbar, da das Fügemittel 3 nur in der exakt benötigten Menge aufgebracht wird. Eine mittels des Verfahrens erzielte Qualitätssteigerung bei der Fertigung der Bipolarplatten 1 ermöglicht eine konstant hohe Leistungsfähigkeit bzw. eine Steigerung der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle.Furthermore, a joining agent requirement can be reduced in this way, since the joining agent 3 is applied only in the exact amount required. An achieved by the process quality increase in the production of bipolar plates 1 allows a consistently high performance and an increase in the performance of the fuel cell.

Das Fügemittel 3 wird beispielsweise, wie in 3 dargestellt, als Paste auf die Maske 4 aufgebracht und anschließend mittels einer Rakel 6 durch die Ausnehmungen 5 in der Maske 4 hindurch auf die Grundplatte 2 aufgebracht.The joining agent 3 for example, as in 3 shown as a paste on the mask 4 applied and then by means of a squeegee 6 through the recesses 5 in the mask 4 through to the base plate 2 applied.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Fügemittel 3, wie in 4 dargestellt, aufgesprüht oder aufgespritzt, wobei das Fügemittel 3 nach Austritt aus einer Spritzdüse 7 eines Spritzwerkzeugs 8 durch Druckluft oder ein Gas zerstäubt und auf die Maske 4 sowie durch die Ausnehmungen 5 hindurch auf die Grundplatte 2 geschleudert wird. Durch die Maske 4 wird dabei eine Applikation des Fügemittels 3 auf nicht zu beschichtende Bereiche der Grundplatte 2 verhindert.In a further embodiment of the method, the joining agent 3 , as in 4 represented, sprayed or sprayed on, wherein the joining agent 3 after exiting a spray nozzle 7 an injection mold 8th atomized by compressed air or a gas and applied to the mask 4 as well as through the recesses 5 through to the base plate 2 is thrown. Through the mask 4 becomes an application of the joining agent 3 on non-coated areas of the base plate 2 prevented.

Das Fügemittel 3 kann beispielsweise thermisch gespritzt werden, d. h. es wird im Spritzwerkzeug 8 beispielsweise in Form eines Drahtes oder mehrer Drähte einem Lichtbogen zugeführt, mittels welchem es aufgeschmolzen wird und sich bildende Spritzpartikel des Fügemittels 3 werden durch ein Gas zerstäubt und in Richtung der Grundplatte 2 bzw. der Maske 4 gespritzt. Die Spritzpartikel des Fügemittels 3 bleiben vorrangig aufgrund mechanischer Verklammerung mit anderen Spritzpartikeln bzw. mit einer Oberflächenstruktur der Grundplatte 2 auf der Grundplatte 2 haften. Dies ermöglicht einen schichtweisen Aufbau des Fügemittels 3 auf der Grundplatte 2.The joining agent 3 For example, it can be thermally sprayed, ie it is used in the injection mold 8th for example, in the form of a wire or several wires supplied to an arc, by means of which it is melted and forming spray particles of the joining agent 3 are atomized by a gas and towards the base plate 2 or the mask 4 injected. The spray particles of the joining agent 3 remain primarily due to mechanical interlocking with other spray particles or with a surface structure of the base plate 2 on the base plate 2 be liable. This allows a layered structure of the joining agent 3 on the base plate 2 ,

In einer weiteren Ausführungsform wird das Fügemittel 3 mittels einer in 5 dargestellten Walze 9 aufgebracht. Alternativ kann das Fügemittel 3 auch mittels einer Rolle aufgebracht werden. Dabei ist in einer Ausführungsform des Verfahrens die Walze 9, an welcher das Fügemittel 3 haftet, über die Maske 4 abzurollen, welche auf der Grundplatte 2 wie in den 3 und 4 dargestellt angeordnet ist, wobei das Fügemittel 3 durch die Ausnehmungen 5 hindurch auf die Grundplatte 2 gepresst wird.In a further embodiment, the joining agent 3 by means of an in 5 illustrated roller 9 applied. Alternatively, the joining agent 3 also be applied by means of a roller. In one embodiment of the method, the roller is 9 at which the joining agent 3 sticks, over the mask 4 unroll, which is on the base plate 2 like in the 3 and 4 is arranged, wherein the joining means 3 through the recesses 5 through to the base plate 2 is pressed.

In einer weiteren, in den 5A bis 5E dargestellten Ausführungsform ist die Maske 4 auf der Walze 9 angeordnet. Auch hier weist die auf der Walze 9 angeordnete Maske 4 Ausnehmungen 5 auf, welche, wie in den 5B bis 5E dargestellt, beispielsweise punktförmig, linienförmig, vieleckig oder in vielfältigen weiteren geometrischen Formen ausgebildet und auf den jeweiligen Anwendungszweck bzw. auf die jeweilige Grundplatte 2 abgestimmt sind.In another, in the 5A to 5E The embodiment shown is the mask 4 on the roller 9 arranged. Again, the points on the roller 9 arranged mask 4 recesses 5 on, which, as in the 5B to 5E represented, for example punctiform, linear, polygonal or formed in a variety of other geometric shapes and on the particular application or on the respective base plate 2 are coordinated.

Die Walze 9 wird im hier dargestellten Beispiel zunächst durch das Fügemittel 3 in einem Vorratsbehälter 10 gerollt, wobei die Walze 9 das Fügemittel 3 über die Ausnehmungen 5 aufnimmt. Anschließend wird überschüssiges Fügemittel 3 mittels eines Abstreifers 11 von der Walze 9 bzw. von deren Maske 4 entfernt, so dass ausschließlich das Fügemittel 3 in den Ausnehmungen 5 auf die an der Walze 9 vorbeigeführte Grundplatte 2 aufgebracht wird. Auch hier ist durch die Ausnehmungen 5 in der Maske 4 ein strukturgenaues Applizieren des Fügemittels 3 auf der Grundplatte 2 sichergestellt, da das Fügemittel 3 durch die Ausnehmungen 5 in der Maske 4 in Bezug zur Grundplatte 2 exakt positioniert wird und in einer optimalen, durch die Dicke der Maske 4 vorgegebenen Schichtdicke aufgebracht wird.The roller 9 is in the example shown here first by the joining agent 3 in a storage container 10 rolled, with the roller 9 the joining agent 3 about the recesses 5 receives. Subsequently, excess joining agent 3 by means of a scraper 11 from the roller 9 or from their mask 4 removed, leaving only the joining agent 3 in the recesses 5 on the roller 9 Passed base plate 2 is applied. Again, through the recesses 5 in the mask 4 a structurally accurate application of the joining agent 3 on the base plate 2 ensured, as the joining agent 3 through the recesses 5 in the mask 4 in relation to the base plate 2 is precisely positioned and in an optimal, through the thickness of the mask 4 predetermined layer thickness is applied.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005020332 A1 [0002] DE 102005020332 A1 [0002]

Claims (6)

Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte (1) für eine Brennstoffzelle, wobei zwei Grundplatten (2) unter Verwendung eines Fügemittels (3) thermisch miteinander verbunden werden und wobei dieses Fügemittel (3) einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Material der Grundplatten (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (3) über Ausnehmungen (5) in einer Maske (4) auf zumindest eine Flächenseite (2.1, 2.2) zumindest einer der Grundplatten (2) oder einer Zwischenplatte aufgebracht wird.Method for producing a bipolar plate ( 1 ) for a fuel cell, wherein two base plates ( 2 ) using a joining agent ( 3 ) are thermally bonded together and wherein this joining agent ( 3 ) has a lower melting point than the material of the base plates ( 2 ), characterized in that the joining means ( 3 ) about recesses ( 5 ) in a mask ( 4 ) on at least one surface side ( 2.1 . 2.2 ) at least one of the base plates ( 2 ) or an intermediate plate is applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (3) durch Aufsprühen, Aufspritzen, thermisches Spritzen, mittels zumindest einer Rolle oder Walze (9) und/oder mittels zumindest einer Rakel (6) durch die Ausnehmungen (5) in der Maske (4) aufgebracht wird.Method according to claim 1, characterized in that the joining agent ( 3 ) by spraying, spraying, thermal spraying, by means of at least one roller or roller ( 9 ) and / or by means of at least one doctor blade ( 6 ) through the recesses ( 5 ) in the mask ( 4 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenseite (2.1, 2.2) der Grundplatte (2) oder der Zwischenplatte mittels der Maske (4) bereichsweise abgedeckt wird und das Fügemittel (3) durch die Ausnehmungen (5) in der Maske (4) hindurch auf die Flächenseite (2.1, 2.2) aufgebracht wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the surface side ( 2.1 . 2.2 ) of the base plate ( 2 ) or the intermediate plate by means of the mask ( 4 ) is covered area by area and the joining agent ( 3 ) through the recesses ( 5 ) in the mask ( 4 ) through to the surface side ( 2.1 . 2.2 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske (4) auf der Rolle oder Walze (9) angeordnet ist, mittels welcher das Fügemittel (3) aufgebracht wird.Method according to claim 2, characterized in that the mask ( 4 ) on the roll or roller ( 9 ) is arranged, by means of which the joining agent ( 3 ) is applied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Maske (4) eine Metallform oder eine Kunststoffform verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a mask ( 4 ) a metal mold or a plastic mold is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatten (2) durch Laserlöten, Vakuumlöten, Diffusionslöten, reduzierendes Löten, Flammlöten im Durchlauf oder mikrowellenstabilisierendes Plasmalöten thermisch miteinander verbunden werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base plates ( 2 ) are thermally bonded together by laser soldering, vacuum brazing, diffusion brazing, reducing brazing, continuous flame brazing or microwave stabilizing plasma brazing.
DE102010007705A 2010-02-11 2010-02-11 Method for manufacturing bipolar plate for fuel cell, involves thermally interconnecting base plates using bonding agent, and applying bonding agent on surface sides of base plate or intermediate plate via recesses formed in mask Withdrawn DE102010007705A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010007705A DE102010007705A1 (en) 2010-02-11 2010-02-11 Method for manufacturing bipolar plate for fuel cell, involves thermally interconnecting base plates using bonding agent, and applying bonding agent on surface sides of base plate or intermediate plate via recesses formed in mask

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010007705A DE102010007705A1 (en) 2010-02-11 2010-02-11 Method for manufacturing bipolar plate for fuel cell, involves thermally interconnecting base plates using bonding agent, and applying bonding agent on surface sides of base plate or intermediate plate via recesses formed in mask

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010007705A1 true DE102010007705A1 (en) 2011-08-11

Family

ID=44316704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010007705A Withdrawn DE102010007705A1 (en) 2010-02-11 2010-02-11 Method for manufacturing bipolar plate for fuel cell, involves thermally interconnecting base plates using bonding agent, and applying bonding agent on surface sides of base plate or intermediate plate via recesses formed in mask

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010007705A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022204913A1 (en) 2022-05-18 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Process for producing a bipolar plate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005020332A1 (en) 2005-04-26 2006-11-02 Reinz-Dichtungs-Gmbh Supply plate manufacture involves introducing joining agent in pocket of first base plate, applying second base plate onto joining plane and effecting connection of base plates by impact of heat on joining plane

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005020332A1 (en) 2005-04-26 2006-11-02 Reinz-Dichtungs-Gmbh Supply plate manufacture involves introducing joining agent in pocket of first base plate, applying second base plate onto joining plane and effecting connection of base plates by impact of heat on joining plane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022204913A1 (en) 2022-05-18 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Process for producing a bipolar plate
WO2023222311A2 (en) 2022-05-18 2023-11-23 Robert Bosch Gmbh Method for producing a bipolar plate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005005359B4 (en) Method for cold gas spraying
EP1755819A1 (en) Method for connecting joining parts by hard-soldering or welding, and system for carrying out said method
EP3188871B1 (en) Welding material and method of producing an assembly by means of a bonded connection
DE102020128145A1 (en) PIPE SECTION AND METHOD OF MAKING AN INTERIOR COATING FOR SUCH
DE102016223875A1 (en) Method for joining components made of different materials
EP1581361B1 (en) Method for production of a component
DE102006027085B3 (en) Procedure for connecting components from same/different materials, comprises bringing recess into the component, injecting finely-grained powdered weld filler into highly accelerated cold gas jet and filling the recess with the weld filler
DE102010007705A1 (en) Method for manufacturing bipolar plate for fuel cell, involves thermally interconnecting base plates using bonding agent, and applying bonding agent on surface sides of base plate or intermediate plate via recesses formed in mask
EP1981675B1 (en) Method for producing a metal part
DE102013006359A1 (en) Pressing tool useful for machining of sheets, preferably metal sheets comprises base body and functional area, which is constructed and arranged such that it is partially directly engages with metal sheet to be processed during machining
DE102011116997A1 (en) Method for manufacturing bipolar plate for fuel cell, involves welding sub plates with separator plate at connecting portions so as to form the channel structure
DE102021106365A1 (en) Process for joining components and component connection
DE102004008108B4 (en) Lap joint for welding coated workpieces
DE10257173B4 (en) Method for applying solder material, use of a system for laser-assisted direct metal deposition therefor and contact surfaces with solder deposits
EP0810051B1 (en) Sandwich element and method of manufacturing
DE102019102545A1 (en) Method for applying an electrical contact point to an electrical connection part and electrical connection part
EP3297410A1 (en) Soldering template and method for producing a circuit board arrangement
WO2018215322A1 (en) Use of powder tubes for supplying solder mixtures in the generative manufacturing of components by means of laser deposition welding
DE102004025931B3 (en) Assembly of interconnected conductive components, which carry KTL corrosion protection and process for their preparation
DE10304534A1 (en) Folding roller of a folding device and method for its production
DE102019122309B4 (en) Process for the production of a mold insert for the production of moldings as well as mold insert and its use
WO2016120068A1 (en) Coupon having a sintered soldering foil, method and component
DE102021214703A1 (en) Process for connecting bipolar plates for fuel cells
AT405917B (en) Method of fastening retaining parts to pipes
DE102016209877B4 (en) Method for connecting two components and component connection

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0008020000

Ipc: H01M0008029700

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ERDMANN, CHRISTIAN MARTIN, DR.-ING., DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination