EP4662724A1 - Verfahren und walzenanordnung für die herstellung einer bipolareinzelplatte - Google Patents

Verfahren und walzenanordnung für die herstellung einer bipolareinzelplatte

Info

Publication number
EP4662724A1
EP4662724A1 EP24704707.9A EP24704707A EP4662724A1 EP 4662724 A1 EP4662724 A1 EP 4662724A1 EP 24704707 A EP24704707 A EP 24704707A EP 4662724 A1 EP4662724 A1 EP 4662724A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
material web
web
feed direction
rollers
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.)
Pending
Application number
EP24704707.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael TEMMINGHOFF
Clemens KERKHOFF
Michael Koschke
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.)
Matthews International GmbH
Matthews International Corp
Original Assignee
Matthews International GmbH
Matthews International Corp
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 Matthews International GmbH, Matthews International Corp filed Critical Matthews International GmbH
Publication of EP4662724A1 publication Critical patent/EP4662724A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/04—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/18—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using profiled rollers
    • 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
    • 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
    • H01M8/0221—Organic resins; Organic polymers
    • 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
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0232—Metals or alloys
    • 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
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0234—Carbonaceous material
    • 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
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0239—Organic resins; Organic polymers
    • 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
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H01M8/0254—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form corrugated or undulated
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a roller arrangement for producing a single bipolar plate.
  • a method according to the preamble of patent claim 1 is known from US 2017/0348811 A1.
  • a single bipolar plate is one half of a bipolar plate, whereby two single bipolar plates joined together can form a bipolar plate.
  • the material web can in particular be and/or comprise a metal sheet, for example made of stainless steel, or a graphite web, for example made of expanded graphite.
  • the expanded graphite web can be compacted as part of the roll forming process described, so that in addition to the embossing of the flow field geometry, its mechanical strength is also increased. This is described in US 2017/0348811 A1.
  • the unwinder can be braked to maintain the tape tension. To do this, the unwinder can be braked by a braking device on the unwinder.
  • the material web By braking, the material web can be fed to the embossing gap with a preferred web tension, since the rotationally driven roller pair pulls the material film into the embossing gap and the braked unwinder generates a counteracting holding force.
  • auxiliary embossing on separate rings. These rings can be attached to the outside of the rollers, especially the embossing rollers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
  • Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung einer Bipolareinzelplatte, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: - Abwickeln einer Materialbahn von einem Abwickler und Zuführen der abgewickelten Materialbahn in einer Vorschubrichtung der Materialbahn einem Walzenspalt zwischen zwei Walzen, von denen wenigstens eine Walze eine dreidimensional strukturierte Walze ist; und - Durchführen der abgewickelten Materialbahn unter Aufrechterhaltung der Vorschubrichtung durch einen Walzenspalt zwischen zwei Walzen, von denen wenigstens eine Walze eine dreidimensional strukturierte Walze ist, wobei eine Flussfeldgeometrie in die Materialbahn geprägt wird. Bei dem Prägen der Flussfeldgeometrie in die Materialbahn wird eine Kanalanordnung aus parallelen Flussfeldkanälen in der Materialbahn erzeugt, bei der die parallelen Flussfeldkanäle parallel zu der Vorschubrichtung verlaufen. Es wird ebenfalls eine entsprechende Walzenanordnung für die Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen.

Description

Verfahren und Walzenanordnung für die Herstellung einer Bipolareinzelplatte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Walzenanordnung für die Herstellung einer Bipolareinzelplatte. Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der US 2017/0348811 A1 bekannt.
Die Herstellung metallischer, aber auch graphitbasierter Bipolareinzelplatten stellt hohe Anforderungen an die Planlage und die Gleichmäßigkeit der Bahnführung. Um dies zu gewährleisten, ist eine entsprechende Bahnführung notwendig. Dafür ist es aus der US 2017/0348811 A1 bekannt, die Materialbahn tangential zu den beiden den Prägespalt bildenden Walzen durch den Walzenspalt hindurchzuführen.
Um die Effizienz von Brennstoffzellen zu steigern, soll die Dichte der Flussfeldkanäle der Bipolarplatte weiter erhöht werden, wodurch unter anderem der Abstand zwischen benachbarten, parallelen Flussfeldkanälen weiter verringert werden soll. Dies stellt hohe Anforderungen an die knitter- und faltenfreie Herstellung der Flussfeldgeometrie in einem Rollumformungsverfahren bei möglichst hoher Vorschubgeschwindigkeit.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Verfahren nach dem Anspruch 1 und eine Walzenanordnung nach Anspruch 13 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Als eine Bipolareinzelplatte ist eine Hälfte einer Bipolarplatte zu verstehen, wobei zwei zusammengefügte Bipolareinzelplatten eine Bipolarplatte ausbilden können. Die Materialbahn kann insbesondere ein Metallblech, etwa aus Edelstahl, oder eine Graphitbahn, etwas aus Blähgraphit, sein und/oder umfassen. Die Blähgraphitbahn kann im Rahmen des beschriebenen Rollumformungsverfahrens verdichtet werden, sodass sie neben der Prägung der Flussfeldgeometrie auch eine Erhöhung ihrer mechanischen Festigkeit erfährt. Dies ist in der US 2017/0348811 A1 beschrieben. Der Abwickler kann für die Aufrechterhaltung der Bandspannung abgebremst werden. Dazu kann der Abwickler durch eine Bremsvorrichtung an dem Abwickler abgebremst werden.
Durch das Abbremsen kann die Materialbahn mit einer bevorzugten Bahnspannung dem Prägespalt zugeführt werden, da das rotativ angetriebene Walzenpaar den Materialfilm in den Prägespalt zieht und der gebremste Abwickler eine entgegen wirkende Haltekraft erzeugt.
Das Abbremsen des Abwicklers kann abhängig von einer Drehgeschwindigkeit des Walzenpaares erfolgen oder abhängig einer erfassten Spannung der Materialbahn, so dass ein gewünschter Spannungswert erreicht wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Materialbahn nach dem Walzenpaar auf eine weitere Rolle aufgerollt oder durch einen Trennschritt in einzelne Bipolareinzelplatten aufgetrennt wird.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Materialbahn in Vorschubrichtung nach dem Walzenspalt einem Schneidprozess zugeführt wird, bei dem optional Lochungen im Bereich einer jeweiligen Bipolareinzelplatte eingebracht werden und/oder eine Außenkontur der jeweiligen Bipolareinzelplatte geformt, insbesondere geschnitten, wird. Dazu kann die Materialbahn nach dem Verlassen des Walzenspalts im Wesentlichen spannungsfrei oder mit einer Bahnspannung von dem Walzenspalt abgeführt werden, die sehr viel kleiner als eine Bahnspannung ist, mit der die Materialbahn nach dem Abwickeln dem Walzenspalt zugeführt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Bipolareinzelplatte, die mit einer Ausführungsform des beschriebenen Herstellungsverfahrens hergestellt worden ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 eine erste Ausführungsform einer Walzenanordnung;
Figur 2 eine zweite Ausführungsform einer Walzenanordnung;
Figur 3 eine beispielhafte Ausführungsform einer Prägewalze zur Verwendung in einem Walzenpaar gemäß Figur 1 oder Figur 2;
Figur 4 beispielhafte Ausführungsformen einer Haftstruktur; und
Figur 5 weitere beispielhafte Ausführungsformen für Haftstrukturen. Metallische, aber auch graphitbasierte Bipolarplatten haben hohe Ansprüche an die Planlage und Gleichmäßigkeit. Um dies zu gewährleisten ist eine entsprechende Bahnführung notwendig. Figur 1 zeigt eine Walzenanordnung mit einem Abwickler a und einem Walzenpaar b mit zwei Prägewalzen, die als Patrize und Matrize ausgebildet sein können. Die besten Ergebnisse lassen sich mit einer tangentialen Bahnführung erzielen. Dabei wird vor dem Prägespalt (z.B. am Abwickler a) mit einer Kraft F1 gebremst, während die Prägeeinheit mit einer Kraft F2 gegen die Bremskraft zieht.
Die Bahngeschwindigkeit der Metallbahn beträgt optional Om/min< v1< 300m/min. Die Bahnspannung sorgt für eine knitterfreie Prägung der Bipolarplatten. Am Austrittsspalt wird die Bahn bevorzugt ohne Bahnspannung weitertransportiert. Es ist aber auch möglich, die Bahn mit einer leichten Bahnspannung F3 zu transportieren. Dabei gilt, dass F3«F1 , um die Prägung nicht zu verändern (z.B. Längen der Prägung) und die Weiterverarbeitung der Bahn zu gewährleisten. Beispielsweise ist ein Stanzen der Bahn bei zu hoher Bahnspannung F3 nicht oder nur sehr schwierig möglich. Auch würden Umlenkrollen oder Tänzereinheiten die Prägung aus der Bahn drücken.
Alternativ zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform wird bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform die Zugkraft über ein Zugwerk erzeugt. Hierbei wird die Materialbahn vom Abwickler a über eine gebremste Reibrolle c geführt. Bei dieser Variante lässt sich die Bremskraft F1 präzise kontrollieren und ist damit besonders geeignet für Flussfeldgeometrien mit Flussfeldlinien in Umfangrichtung. Aber auch Flussfeldgeometrien in beliebig anderen Richtungen lassen sich knitter- und faltenfrei abprägen.
Die Zugspannung berechnet sich wie folgt: Zugspannung = Kraft F1 / Fläche des Materialbahnquerschnitts.
Für eine Materialbahn aus Edelstahl beträgt die Zugspannung vorzugsweise 100 N/mm2 und für eine Materialbahn aus Titan beträchtlich Zugspannung vorzugsweise mehr als 50 N/mm2.
Wenn die Materialbahn eine Graphitbahn ist, kann diese vorzugsweise Blähgraphit umfassen und/oder aus Blähgraphit bestehen. Alternativ kann die Graphitbahn einen imprägnierten Blähgraphit umfassen und/oder aus einem imprägnierten Blähgraphit bestehen. Die Graphitbahn kann ein mit Graphit hochgefülltes Polymer aufweisen.
Die Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung senkrecht zur Achsrichtung, insbesondere der Achsrichtung einer Prägewalze, die Mantelfläche bzw. Ballenoberfläche einer Prägewalze, mit einer gravierten Flussfeldgeometrie. Die Walze 1 weist eine Prägestruktur für Bipolarplatten auf. Die strukturierte Mantelfläche weist weiterhin Strukturelemente 2 für Medienöffnungen auf. Die Materialbahn weist eine Breite 3 auf. Auf der strukturierten Mantelfläche ist in einem Bereich 4 eine gravierte Hilfsprägung ausgebildet. Die gravierte Flussfeldgeometrie weist eine Prägestruktur 5 für die Ausbildung von Flussfeldkanälen auf.
Um ein Rutschen der Materialbahn bei besonders hohen Zugspannungen zu verhindern, ist die Hilfsprägung 4 auf der Walze 1 ausgebildet. Die Hilfsprägung 4 kann außerhalb der Prägestruktur für Bipolarplatten angeordnet werden. Zudem kann im Bereich der Medienöffnungen 2 die Hilfsprägung 4 ausgebildet sein, um ein Knittern der Prägung in diesem Bereich zu vermeiden. Die Hilfsprägung 4 kann mindestens so breit, breiter, oder auch schmaler als die Materialbahn ausgebildet sein.
Es kann vorkommen, dass die beiden Prägewalzen durch die Prägestruktur der Bipolarplatte aus ihrer Position gedrückt werden. Dies kann zu einem ungleichmäßigen Prägebild bis hin zum Schneiden in der Prägung führen. Die Hilfsprägung 4 kann mit einer geeigneten Geometrie diesem Effekt entgegenwirken.
Als Hilfsprägung sind alle Geometrien geeignet, die die Walzen beim Prägeprozess in eine definierte Position zurückführen. Als Geometrie können beispielswiese Pyramiden ausgeführt (Figur 4; l,ll) werden. Es sind aber auch andere Elemente wie z.B. eine Kegelstumpfform oder einfache Linien möglich (Figur 4: III). Die Linien können im Querschnitt, beispielsweise in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung, wobei die Längsrichtung optional senkrecht zur Achsrichtung und/oder parallel zum Umfang der Prägewalze verläuft, oder unter einem anderen Winkel zur Längsrichtung, eine Dreieckform haben
Auf einer der beiden Walze können Pyramiden mit erhabener Spitze vorgesehen sein. Auf der anderen Walzen können vertiefte Gegenstücke ausgebildet sein, sodass bei einem leichten Unpasser die Prägung aufgrund der Prägekraft sich selbst wieder zurück in den Passer führt. Gleiches gilt für die Linienanordnung. Der Flankenwinkel Beta kann dabei 0°< beta <= 90° betragen.
Es ist auch möglich die Hilfsprägung auf separate Ringe zu strukturieren. Diese Ringe können außen an den Walzen, insbesondere den Prägewalzen, befestigt werden.
Es ist auch möglich, dass die Hilfsprägung abgeflachte Pyramiden aufweist und/oder die Pyramide um 45° zu drehen. Die Länge x der Grundseite (Figur 5) kann von 1 mm bis 10mm betragen. Die Elementhöhe kann 0,05 mm bis 3 mm betragen. Im Übrigen kann das Kalandrieren der Materialbahn vermieden werden.
Figur 4 zeigt mögliche Formen der Hilfsprägung: 1,11 zeigt Aufsichten von pyramidenförmigen Führungselementen, wobei erhabene Stellen weiß und Vertiefungen schwarz gekennzeichnet sind. Ill zeigt eine beispielhafte Linienanordnung für Führungselemente links/rechts. IV zeigt ein beispielhaftes Linienmuster (weiß: erhaben; schwarz: vertieft). Der Querschnitt der Linienprägung kann dreieckförmig sein.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren für die Herstellung einer Bipolareinzelplatte, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
- Abwickeln einer Materialbahn von einem Abwickler und Zuführen der abgewickelten Materialbahn in einer Vorschubrichtung der Materialbahn einem Walzenspalt zwischen zwei Walzen, von denen wenigstens eine Walze eine dreidimensional strukturierte Walze ist;
Durchführen der abgewickelten Materialbahn unter Aufrechterhaltung der Vorschubrichtung durch einen Walzenspalt zwischen zwei Walzen, von denen wenigstens eine Walze eine dreidimensional strukturierte Walze ist, wobei eine Flussfeldgeometrie in die Materialbahn geprägt wird; dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Prägen der Flussfeldgeometrie in die Materialbahn eine Kanalanordnung aus parallelen Flussfeldkanälen in der Materialbahn erzeugt wird, bei der die parallelen Flussfeldkanäle parallel zu der Vorschubrichtung verlaufen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Materialbahn bei dem Zuführen tangential zu den beiden Walzen geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Materialbahn nach dem Durchführen tangential zu den beiden Walzen von dem Walzenspalt abgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Materialbahn nach dem Verlassen des Walzenspalts im Wesentlichen spannungsfrei oder mit einer Bahnspannung von dem Walzenspalt abgeführt wird, die sehr viel kleiner als eine Bahnspannung ist, mit der die Materialbahn nach dem Abwickeln dem Walzenspalt zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem eine Metallfolie oder eine Graphitbahn, vorzugsweise eine Blähgraphitbahn oder eine Bahn aus einem polymergefüllten Graphit, von dem Abwickler abgewickelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Mate rial bahn bei dem Abwickeln unter Aufrechterhaltung einer in der Vorschubrichtung orientierten Bahnspannung von dem Abwickler abgewickelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Abwickler für die Aufrechterhaltung der Bandspannung abgebremst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, bei der der Abwickler im Wesentlichen freilaufend ist und die von dem Abwickler abgewickelte Materialbahn über ein Zugwerk, von dem die Bahnspannung in der Vorschubrichtung bereitgestellt und aufrechterhalten wird, in der Vorschubrichtung dem Walzenspalt zugeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Materialbahn in dem Zugwerk an einer gebremsten Reibrolle umgelenkt wird, wobei die Materialbahn die gebremste Reibrolle vorzugsweise entlang wenigstens 30 % ihres Umfangs, besonders bevorzugt um wenigstens 40 % und ganz besonders bevorzugte um wenigstens 50 % umschlingt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Materialbahn in Vorschubrichtung der Materialbahn von dem Abwickler zu der gebremsten Reibrolle an einer Stützrolle umgelenkt wird, wobei die Stützrolle vorzugsweise einen einstellbaren Abstand in Bezug auf die gebremste Reibrolle aufweist, sodass ein Umschlingungsgrad der Reibrolle mit der Materialbahn eingestellt werden kann.
11. Verfahren nach einem die vorangegangenen Ansprüche, bei dem wenigstens eine der beiden Walzen, zwischen denen der Walzenspalt ausgebildet ist, in ihrer Rotationsrichtung angetrieben wird.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Materialbahn mit einer Bahngeschwindigkeit zwischen 0 und 300 m/min in der Vorschubrichtung transportiert wird.
13. Walzenanordnung für die Herstellung einer Bipolareinzelplatte, wobei die Walzenanordnung einen Abwickler aufweist, von der eine Materialbahn in einer Vorschubrichtung einem Walzenspalt zwischen zwei Walzen zugeführt und unter Aufrechterhaltung der Vorschubrichtung durch den Walzenspalt hindurchgeführt ist, wobei wenigstens eine der zwei Walzen eine dreidimensional strukturierte Walze ist und die zwei Walzen für das Prägen einer Flussfeldgeometrie mit einer Kanalanordnung aus parallelen Flussfeldkanälen in die Mate rial bahn eingerichtet sind.
14. Walzenanordnung nach Anspruch 13, bei der die Prägestruktur eine Vielzahl paralleler und länglicher Strukturelemente zum Prägen der Flussfeldkanäle aufweist, die in Umfangsrichtung der mindestens einen strukturierten Walze verlaufen.
15. Walzenanordnung nach Anspruch 13 oder 14, bei der die Materialbahn tangential zu den beiden Walzen zugeführt ist, und wobei die Materialbahn vorzugsweise in Vorschubrichtung hinter dem Walzenspalt unter Aufrechterhaltung der Vorschubrichtung tangential zu den beiden Walzen von dem Walzenspalt abgeführt ist.
16. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem die Materialbahn in Vorschubrichtung hinter dem Walzenspalt im Wesentlichen spannungsfrei in der Vorschubrichtung oder mit einer Bahnspannung in der Vorschubrichtung von dem Walzenspalt abgeführt ist, die sehr viel kleiner als eine Bahnspannung ist, mit der die Materialbahn von dem Abwickler dem Walzenspalt zugeführt ist.
17. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem die Materialbahn eine Metallfolie oder eine Graphitbahn, vorzugsweise eine Blähgraphitbahn oder eine Bahn aus einem polymergefüllten Graphit, ist und/oder umfasst.
18. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem die Materialbahn in Vorschubrichtung vor dem Walzenspalt eine in der Vorschubrichtung orientierte Bahnspannung aufweist.
19. Walzenanordnung nach einem Anspruch 18, bei der der Abwickler entweder a. abgebremst ist oder b. im Wesentlichen freilaufend ist und die von dem Abwickler abgewickelte Materialbahn über ein Zugwerk in der Vorschubrichtung dem Walzenspalt zugeführt ist, wobei das Zugwerk dazu eingerichtet ist, die Bahnspannung in der Vorschubrichtung bereitzustellen und aufrechtzuerhalten.
20. Walzenanordnung nach Anspruch 19, bei der die Materialbahn in dem Zugwerk an einer gebremsten Reibrolle umgelenkt ist, wobei die Materialbahn die gebremste Reibrolle vorzugsweise entlang wenigstens 30 % ihres Umfangs, besonders bevorzugt um wenigstens 40 % und ganz besonders bevorzugte um wenigstens 50 % umschlingt.
21. Walzenanordnung nach Anspruch 20, bei der die Materi al bahn in Vorschubrichtung der Materialbahn von dem Abwickler zu der gebremsten Reibrolle an einer Stützrolle umgelenkt ist, wobei die Stützrolle vorzugsweise einen einstellbaren Abstand in Bezug auf die gebremste Reibrolle aufweist, sodass ein Umschlingungsgrad der Reibrolle mit der Materialbahn eingestellt werden kann.
22. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 21 , bei der wenigstens eine der beiden Walzen, zwischen denen der Walzenspalt ausgebildet ist, in ihrer Rotationsrichtung angetrieben ist.
23. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, bei der mindestens eine der beiden den Walzenspalt bildenden Walzen eine Haftstruktur auf ihrem Walzenmantel aufweist, wobei die Haftstruktur dazu eingerichtet ist, im Vergleich zu einem glatten Walzenmantel den Reibungskoeffizienten zwischen der die Haftstruktur aufweisenden Walze und der Materialbahn zu erhöhen.
24. Walzenanordnung nach Anspruch 23, bei der der Walzenmantel wenigstens in einigen Bereichen außerhalb eines strukturierten Bereichs des Walzenmantels zum Prägen einer Flussfeldgeometrie einen gegenüber dem strukturierten Bereich erhöhten Reibungskoeffizient aufweist.
25. Walzenanordnung nach Anspruch 24, bei der die Bereiche mit dem erhöhten Reibungskoeffizienten die strukturierten Bereiche an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten umgeben, vorzugsweise vollständig umschließen.
26. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, bei der die Haftstruktur eine Prägestruktur mit einer Vielzahl regelmäßig oder willkürlich angeordneten Prägevorsprüngen aufweist, wobei die Prägevorsprünge vorzugsweise eine Linienform mit vorzugsweise dreieckigem Querschnitt, eine Pyramiden- oder Kegelgeometrie oder eine Pyramidenstumpf- oder Kegelstumpfgeometrie aufweisen.
27. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 26, bei der die den Walzenspalt zwischen sich ausbildenden Walzen als eine Patrize-Matrize-Paarung zumindest in Bezug auf einen strukturierten Bereich ihrer Walzenmäntel zum Prägen einer Flussfeldgeometrie ausgebildet sind.
8. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, bei der die Walzen im Bereich einer Haftstruktur als Patrize-Matrize-Paarung ausgebildet sind, insbesondere wenn die Haftstruktur als eine Prägestruktur mit einer Vielzahl regelmäßig oder willkürlich angeordneten Prägevorsprüngen ausgebildet ist.
EP24704707.9A 2023-02-10 2024-02-07 Verfahren und walzenanordnung für die herstellung einer bipolareinzelplatte Pending EP4662724A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023103301 2023-02-10
PCT/EP2024/053006 WO2024165597A1 (de) 2023-02-10 2024-02-07 Verfahren und walzenanordnung für die herstellung einer bipolareinzelplatte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4662724A1 true EP4662724A1 (de) 2025-12-17

Family

ID=89905765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24704707.9A Pending EP4662724A1 (de) 2023-02-10 2024-02-07 Verfahren und walzenanordnung für die herstellung einer bipolareinzelplatte

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4662724A1 (de)
JP (1) JP2026506911A (de)
KR (1) KR20250149688A (de)
CN (1) CN120604364A (de)
WO (1) WO2024165597A1 (de)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818165B2 (en) * 2002-02-25 2004-11-16 Ballard Power Systems Inc. Method of fabricating fluid flow field plates
US9379393B2 (en) * 2006-12-26 2016-06-28 Nanotek Instruments, Inc. Carbon cladded composite flow field plate, bipolar plate and fuel cell
US9700968B2 (en) 2013-12-26 2017-07-11 Terrella Energy Systems Ltd. Apparatus and methods for processing exfoliated graphite materials
CN112959725B (zh) * 2021-02-02 2022-09-06 上海神力科技有限公司 一种燃料电池柔性石墨极板的辊压成型方法
CN115591995A (zh) * 2022-12-14 2023-01-13 佛山市清极能源科技有限公司（Cn） 一种燃料电池双极板的生产冲压系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN120604364A (zh) 2025-09-05
WO2024165597A1 (de) 2024-08-15
KR20250149688A (ko) 2025-10-16
JP2026506911A (ja) 2026-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1372946B1 (de) Vorrichtung zur behandlung von flachmaterial
EP0582678B1 (de) Breitdehnvorrichtung
EP0925911B2 (de) Vorrichtung zum Satinieren einer Folie, Anwendung dieser Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
DE69110845T3 (de) Maschine zur Herstellung von einseitiger Wellpappe.
DE69223822T2 (de) Vorrichtung zum Prägen eines Faserbandes
DE3007873A1 (de) Verfahren zum erzeugen gepraegter bahnen aus thermoplastischer folie
DE19829050A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Rings
DE102015121023B4 (de) Wickelvorrichtung und Verfahren zum Gestalten einer Wickelvorrichtung
DE69504967T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer einseitig beklebten wellpappe durch angetriebenes leimungsverfahren
DE19801599A1 (de) Tragwalzen-Wickelvorrichtung
DE19936278C2 (de) Prägestation
DE3545295C1 (de) Zugwalzenpaar fuer eine Rotationsdruckmaschine zum Transportieren von Bedruckstoffbahnen
EP3081516B1 (de) Method and device for producing a security element
EP4662724A1 (de) Verfahren und walzenanordnung für die herstellung einer bipolareinzelplatte
DE2848295C2 (de) Kalander zur Herstellung von thermoplastischer Folien
DE1536849B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von gefalteten Filtereinsaetzen aus einem Filtermaterialband
DE3545270C1 (de) Breitstreckvorrichtung
DE2928390C2 (de) Bandtransporteinrichtung für Blätter
DE2258068A1 (de) Vorrichtung zum vorbereiten eines bewegten bands aus einem insbesondere fuer wegwerf-windeln geeigneten material zum falten laengs mindestens einer vorgegebenen linie
DE69608515T2 (de) Verfahren zur Regulierung der Lastverteilung einer Durchbiegungseinstellwalze und Durchbiegungseinstellwalze
EP1356887B1 (de) Vorrichtung zum Trennen bandförmigen Halbzeugs mit Sollbruchstellen
WO2004096462A1 (de) Rollformeinrichtung zum rollformen von blechbändern und rollensegment für eine solche rollformeinrichtung
EP4177194B1 (de) Spreizeinrichtung
DE102015000545B4 (de) Anlage zum Herstellen von Fördergurten
DE10218575A1 (de) Trennvorrichtung für bandförmiges Halbzeug mit Sollbruchstellen

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250905

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR