KR102200739B1 - 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법 - Google Patents

수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102200739B1
KR102200739B1 KR1020190123935A KR20190123935A KR102200739B1 KR 102200739 B1 KR102200739 B1 KR 102200739B1 KR 1020190123935 A KR1020190123935 A KR 1020190123935A KR 20190123935 A KR20190123935 A KR 20190123935A KR 102200739 B1 KR102200739 B1 KR 102200739B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrogen
outlet
inlet
metal plate
flow path
Prior art date
Application number
KR1020190123935A
Other languages
English (en)
Inventor
안병두
박순진
권영진
Original Assignee
신성에스티 주식회사
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 신성에스티 주식회사 filed Critical 신성에스티 주식회사
Priority to KR1020190123935A priority Critical patent/KR102200739B1/ko
Priority to PCT/KR2019/013126 priority patent/WO2021070979A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102200739B1 publication Critical patent/KR102200739B1/ko

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
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P13/00—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass
    • B23P13/02—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass in which only the machining operations are important
    • 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
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 스택을 구성하는 금속분리판의 제조시 쉽게 변형 및 파손되는 것을 방지할 수 있는 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법은, 수소연료전지 스택에서 막전극어셈블리의 양측에 배치되는 금속분리판의 제조방법에 있어서, 금속판에 수소입구와 수소출구를 관통하여 형성하는 제1피어싱단계와; 프레스로 상기 금속판의 외곽을 따라 요철모양의 비드를 성형하는 비드성형단계와; 프레스로 상기 금속판의 표면에 상기 수소입구와 수소출구를 연결하는 유로를 형성하는 드로잉단계와; 상기 금속판에 냉각수입구, 냉각수출구, 공기입구 및 공기출구를 관통하여 형성하는 제2피어싱단계와; 상기 금속판의 둘레에서 잉여부분을 제거하는 노칭단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 유로의 일측에 상기 수소입구, 냉각수입구 및 공기입구가 형성되고, 상기 유로의 타측에 상기 수소출구, 냉각수출구 및 공기출구가 형성되며, 상기 제2피어싱단계에 의해 형성되는 상기 냉각수입구, 냉각수출구, 공기입구 및 공기출구는 상기 드로잉단계 이후에 형성되고, 상기 드로잉단계에서는 2번 이상의 가압공정을 통해 상기 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법 { MANUFACTURING METHOD OF METAL SEPARATOR FOR FUEL CELL STACK }
본 발명은 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 스택을 구성하는 금속분리판의 제조시 쉽게 변형 및 파손되는 것을 방지할 수 있는 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 알려진 바와 같이 연료 전지 시스템은 연료가 가지고 있는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 일종의 발전 시스템이다.
연료 전지 시스템은 크게 전기 에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료 전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치, 연료 전지 스택에 전기 화학 반응에 필요한 산화제인 공기 중의 산소를 공급하는 공기공급장치, 연료 전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료 전지 스택의 운전 온도를 제어하는 열 및 물 관리 장치를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성으로 연료 전지 시스템에서는 연료인 수소와 공기 중 산소의 전기 화학 반응에 의해 전기를 발생시키고, 반응 부산물로서 열과 물을 배출하게 된다.
연료 전지 자동차에 적용되고 있는 연료 전지 스택은 단위 셀이 연속적으로 배열되어 구성되는데, 각 단위 셀은 가장 안쪽에 막 전극 어셈블리 (MEA: Membrane Electrode Assembly)가 위치한다.
그리고 상기 막 전극 어셈블리는 수소 이온(Proton)을 이동시켜 줄 수 있는 전해질막과, 이 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 도포된 촉매층, 즉 캐소드 및 애노드로 구성되어 있다.
또한, 상기 막 전극 어셈블리 (MEA)의 바깥 부분, 즉 캐소드 및 애노드가 위치한 바깥 부분에는 가스 확산층(GDL: Gas Diffusion Layer)이 위치한다. 그리고 상기 가스 확산층의 바깥 쪽에는 연료와 공기를 캐소드 및 애노드로 공급하고 반응에 의해 발생된 물을 배출하도록 유로가 형성된 분리판이 위치한다.
따라서 수소와 산소가 각각의 촉매층에 의한 화학 반응으로 이온화가 이루어져서, 수소 쪽은 수소 이온과 전자가 발생하는 산화 반응을 하고, 산소 쪽은 산소 이온이 수소 이온과 반응하여 물이 생성되는 환원 반응을 한다.
캐소드에서는 전해질막을 통하여 공급된 수소 이온과 분리판을 통하여 전달된 전자가 공기 공급장치에 의해 캐소드로 공급된 공기 중의 산소와 만나서 물을 생성하는 반응을 일으킨다.
이때 일어나는 수소 이온의 이동에 의해, 외부 도선을 통한 전자의 흐름으로 전류가 생성되고, 아울러 물 생성 반응에서 열도 부수적으로 발생하게 된다.
위와 같은 수소연료전지를 구성하는 스택에는 금속분리판을 필요로 하는데, 상기 금속분리판을 제조하는 종래의 방법에 의할 경우 상기 금속분리판이 변형되어 분량품이 많이 발생하게 되는 문제점 등이 있었다.
등록특허 10-1461917
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스택을 구성하는 금속분리판의 제조시 금속분리판이 쉽게 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법은, 수소연료전지 스택에서 막전극어셈블리의 양측에 배치되는 금속분리판의 제조방법에 있어서, 금속판에 수소입구와 수소출구를 관통하여 형성하는 제1피어싱단계와; 프레스로 상기 금속판의 외곽을 따라 요철모양의 비드를 성형하는 비드성형단계와; 프레스로 상기 금속판의 표면에 상기 수소입구와 수소출구를 연결하는 유로를 형성하는 드로잉단계와; 상기 금속판에 냉각수입구, 냉각수출구, 공기입구 및 공기출구를 관통하여 형성하는 제2피어싱단계와; 상기 금속판의 둘레에서 잉여부분을 제거하는 노칭단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 유로의 일측에 상기 수소입구, 냉각수입구 및 공기입구가 형성되고, 상기 유로의 타측에 상기 수소출구, 냉각수출구 및 공기출구가 형성되며, 상기 제2피어싱단계에 의해 형성되는 상기 냉각수입구, 냉각수출구, 공기입구 및 공기출구는 상기 드로잉단계 이후에 형성되고, 상기 드로잉단계에서는 2번 이상의 가압공정을 통해 상기 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 유로는, 금속판의 중심부에서 수평방향으로 다수개의 홈이 평행하게 형성된 수평홈부와; 상기 수평홈부의 일측에서 상기 수소입구 방향으로 다수개의 홈이 경사지게 형성된 제1경사홈부와; 상기 수평홈부의 타측에서 상기 수소출구 방향으로 다수개의 홈이 경사지게 형성된 제2경사홈부;로 이루어지되, 상기 드로잉단계에서는 상기 수평홈부, 제1경사홈부, 제2경사홈부를 함께 성형한다.
상기 유로는, 상기 수평홈부의 일측에서 상기 냉각수입구 방향으로 경사지게 형성된 제3경사홈부와; 상기 수평홈부의 타측에서 상기 냉각수출구 방향으로 경사지게 형성된 제3경사홈부;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 드로잉단계에서는 상기 수평홈부, 제1경사홈부, 제2경사홈부, 제3경사홈부, 제4경사홈부를 함께 성형한다.
상기 노칭단계에서는, 상기 금속판의 둘레에 형성된 상기 비드의 안쪽에서 모서리 부분에 4개의 제1관통공을 형성하는 제1노칭단계와; 상기 금속판의 둘레에 형성된 비드의 안쪽에서 4개의 상기 제1관통공을 연결하는 제2관통공을 형성하는 제2노칭단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 제1관통공 및 제2관통공의 형성된 금속분리판이 금속판으로부터 분리된다.
상기 비드성형단계는 상기 드로잉단계와 함께 이루어지되, 프레스에 의해 상기 비드와 유로가 함께 성형된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 유로를 성형하는 드로잉단계가 2번 이상의 가압공정으로 이루어지도록 함으로서, 금속판에 유로를 성형할 때 강한 힘에 의해 금속판이 파손 및 변형되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 비드를 형성함으로서, 금속판에 유로 등을 성형할 때 금속판이 변형되는 것을 방지하고 스프링백 되는 현상으로 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법의 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법의 제1피어싱단계를 마친 상태의 금속판,
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법의 비드성형단계 및 드로잉단계를 마친 상태의 금속판,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법의 제2피어싱단계를 마친 상태의 금속판,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법의 제1노칭단계 및 제2노칭단계를 마친 상태의 금속판.
본 발명은 수소연료전지 스택에서 막전극어셈블리의 양측에 배치되는 금속분리판의 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1피어싱단계(S1)와, 비드성형단계(S2)와, 드로잉단계(S3)와, 제2피어싱단계(S4)와, 노칭단계(S5,S6)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1피어싱단계(S1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 금속판(10)에 수소입구(13a)와 수소출구(13b)를 관통하여 형성하는 단계이다.
상기 금속판(10)은 전기전도성과 수분의 내식성이 좋은 스테인레스 강 재질로 이루어지도록 한다.
이러한 상기 금속판(10)은 차량에 탑재되어 중량 및 부피 제한 등으로 박판으로 이루어진다.
상기 수소입구(13a)와 수소출구(13b)는 상기 금속판(10)의 일측과 타측에서 상호 이격되어 형성되어 있고, 상호 대각선 방향에 형성된다.
상기 제1피어싱단계(S1)는 상기 수소입구(13a) 및 수소출구(13b) 뿐만 아니라, 파일럿홀(11)을 함께 형성하도록 한다.
상기 비드성형단계(S2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1피어싱단계(S1)에 의해 상기 수소입구(13a)와 수소출구(13b)가 형성된 상기 금속판(10)의 외곽에 요철모양의 비드(12)를 성형하는 단계이다.
보다 구체적으로 상기 비드성형단계(S2)는 프레스 등을 이용하여 상기 금속판(10)의 외곽을 따라 요철모양의 비드(12)를 성형한다.
이때, 상기 비드(12)는 하나의 폐곡선 형상으로 이루어질 수도 있고, 다수개가 상호 분리된 선으로 이루어질 수도 있다.
상기 비드(12)는 상기 금속판(10)이 절곡되어 형성됨으로서, 상기 금속판(10)의 강성 등을 증가시키게 된다.
특히, 상기 금속판(10)의 외곽에 상기 비드(12)를 성형함으로서, 후술하는 상기 드로잉단계(S3)에서 유로(14) 등을 성형할 때 상기 금속판(10)이 변형되거나 연신되는 것을 조절할 수 있으며, 상기 비드(12)에 의해 상기 금속판(10)의 스프링백 현상을 개선할 수 있다.
상기 비드(12)의 폭은 0.2~1.5mm가 되도록 함이 바람직하다.
본 실시예의 도면에서 상기 비드(12)는 폐곡선 형상으로 형성되어 있고, 상기 비드(12)의 안쪽에 상기 수소입구(13a) 및 수소출구(13b)가 배치되어 있으며, 상기 비드(12)의 바깥쪽에 상기 파일럿홀(11)이 배치되어 있다.
상기 드로잉단계(S3)는 도 3에 도시된 바와 같이, 프레스로 상기 금속판(10)의 표면에 유로(14)를 형성하는 단계이다.
상기 유로(14)는 상기 수소입구(13a)와 상기 수소출구(13b) 사이에 홈 및 돌기로 형성되면서 상기 수소입구(13a)와 수소출구(13b)를 연결한다.
이러한 상기 드로잉단계(S3)는, 도 1(a)에 나타나 있는 바와 같이 상기 비드성형단계(S2) 이후에 이루어질 수도 있고, 도 1(b)에 나타나 있는 바와 같이 상기 비드성형단계(S2)와 함께 동시에 이루어도록 하여 상기 비드(12)와 유로(14)가 함께 성형되도록 할 수도 있다.
본 실시예의 도 3에는 상기 비드성형단계(S2)와 드로잉단계(S3)을 함께 수행한 이후의 금속판(10)이 도시되어 있다.
상기 드로잉단계(S3)는 한번의 가압공정을 통해 상기 유로(14)의 미리 설정된 깊이를 갖도록 성형할 수도 있지만, 2번 이상의 가압공정을 통해 상기 유로(14)를 성형하도록 함이 바람직하다.
위와 같이 상기 드로잉단계(S3)에서 다수번의 가압공정을 통해 상기 유로(14)가 미리 설정된 깊이를 갖도록 성형함으로서, 상기 금속판(10)의 응력을 제거하면서 상기 유로(14)의 치수 정밀도를 확보할 수 있으며, 상기 유로(14) 성형시 강한 힘에 의해 상기 금속판(10)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2피어싱단계(S4)는 상기 금속판(10)에 냉각수입구(15a), 냉각수출구(15b), 공기입구(16a) 및 공기출구(16b)를 관통하여 형성하는 단계이다.
상기 냉각수입구(15a) 및 공기입구(16a)는 상기 유로(14)의 일측에 형성되고, 상기 냉각수출구(15b) 및 공기출구(16b)는 상기 유로(14)의 타측에 형성된다.
따라서, 상기 유로(14)의 일측에는 상기 수소입구(13a), 냉각수입구(15a) 및 공기입구(16a)가 형성되고, 상기 유로(14)의 타측에는 상기 수소출구(13b), 냉각수출구(15b) 및 공기출구(16b)가 형성된다.
상기 냉각수입구(15a), 냉각수출구(15b), 공기입구(16a) 및 공기출구(16b)를 형성하는 상기 제2피어싱단계(S4)를, 상기 유로(14)를 형성하는 상기 드로잉단계(S3) 이후에 형성함으로서, 상기 냉각수입구(15a), 냉각수출구(15b), 공기입구(16a) 및 공기출구(16b)의 형상이 변화되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 냉각수입구(15a), 냉각수출구(15b), 공기입구(16a) 및 공기출구(16b)를 먼저 형성하고 프레스로 상기 유로(14)를 형성하게 되면, 상기 냉각수입구(15a), 냉각수출구(15b), 공기입구(16a) 및 공기출구(16b)의 형상이 변형될 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 유로(14)를 성형하고 난 이후에, 상기 냉각수입구(15a), 냉각수출구(15b), 공기입구(16a) 및 공기출구(16b)를 형성하기 때문에, 상기 냉각수입구(15a), 냉각수출구(15b), 공기입구(16a) 및 공기출구(16b)의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
상기 금속판(10)에 형성된 상기 유로(14)는, 수평홈부(14a)와, 제1경사홈부(14b)와, 제2경사홈부(14c)로 이루어진다.
상기 수평홈부(14a)는, 금속판(10)의 중심부에서 수평방향으로 다수개의 홈이 평행하게 형성된 부분이다.
상기 제1경사홈부(14b)는, 상기 수평홈부(14a)의 일측에서 상기 수소입구(13a) 방향으로 다수개의 홈이 경사지게 형성된 부분이다.
상기 제2경사홈부(14c)는, 상기 수평홈부(14a)의 타측에서 상기 수소출구(13b) 방향으로 다수개의 홈이 경사지게 형성된 부분이다.
상기 드로잉단계(S3)에서는 상기 수평홈부(14a), 제1경사홈부(14b), 제2경사홈부(14c)를 함께 성형한다.
상기 유로(14)는, 제3경사홈부(14d)와 제4경사홈부(14e)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
상기 제3경사홈부(14d)는, 상기 수평홈부(14a)의 일측에서 상기 냉각수입구(15a) 방향으로 경사지게 형성된 부분이다.
상기 제4경사홈부(14e)는, 상기 수평홈부(14a)의 타측에서 상기 냉각수출구(15b) 방향으로 경사지게 형성된 부분이다.
상기 드로잉단계(S3)에서는 상기 수평홈부(14a), 제1경사홈부(14b), 제2경사홈부(14c), 제3경사홈부(14d), 제4경사홈부(14e)를 함께 성형한다.
상기 수소입구(13a)를 통해 유입되는 수소는 상기 유로(14)를 통과하면서 상기 금속분리판과 대면하는 막전극어셈블리(미도시)로 전달되고, 잔량은 상기 수소출구(13b)를 통해 배출된다.
상기 공기입구(16a)를 통해 유입되는 공기는 상기 유로(14)를 통과하면서 상기 금속분리판과 대면하는 상기 막전극어셈블리로 전달되고, 잔량은 상기 공기출구(16b)를 통해 배출된다.
그리고, 상기 냉각수입구(15a)에서 유출된 수소는 스택을 거쳐 상기 냉각수출구(15b)를 통해 배출된다.
상기 노칭단계는 상기 금속판(10)의 둘레에서 잉여부분을 제거하는 단계이다.
상기 노칭단계에서는, 제1노칭단계(S5)와 제2노칭단계(S6)로 이루어진다.
상기 제1노칭단계(S5)는, 상기 금속판(10)의 둘레에 형성된 상기 비드(12)의 안쪽에서 모서리 부분에 4개의 제1관통공(17a)을 형성하는 단계이다.
상기 제2노칭단게는, 상기 금속판(10)의 둘레에 형성된 상기 비드(12)의 안쪽에서 4개의 상기 제1관통공(17a)을 연결하는 제2관통공(17b)을 형성하는 단계이다.
상기 제1관통공(17a) 및 제2관통공(17b)에 의해, 완제품인 금속분리판이 금속판(10)으로부터 분리되게 된다.
상기 노칭단계를 2단계로 분리하여 수행하도록 함으로서, 박판으로 이루어진 상기 금속판(10)이 변형되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명인 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
S1 : 제1피어싱단계, S2 : 비드성형단계, S3 : 드로잉단계, S4 : 제2피어싱단계, S5 : 제1노칭단계, S6 ; 제2노칭단계,
10 : 금속판, 11 : 파일럿홀, 12 : 비드, 13a : 수소입구, 13b : 수소출구, 14 : 유로, 14a : 수평홈부, 14b : 제1경사홈부, 14c : 제2경사홈부, 14d : 제3경사홈부, 14e : 제4경사홈부, 15a : 냉각수입구, 15b : 냉각수출구, 16a : 공기입구, 16b : 공기출구, 17a : 제1관통공, 17b : 제2관통공.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 수소연료전지 스택에서 막전극어셈블리의 양측에 배치되는 금속분리판의 제조방법에 있어서,
    금속판에 수소입구와 수소출구를 관통하여 형성하는 제1피어싱단계와;
    프레스로 상기 금속판의 외곽을 따라 요철모양의 비드를 성형하는 비드성형단계와;
    프레스로 상기 금속판의 표면에 상기 수소입구와 수소출구를 연결하는 유로를 형성하는 드로잉단계와;
    상기 금속판에 냉각수입구, 냉각수출구, 공기입구 및 공기출구를 관통하여 형성하는 제2피어싱단계와;
    상기 금속판의 둘레에서 잉여부분을 제거하는 노칭단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 유로의 일측에 상기 수소입구, 냉각수입구 및 공기입구가 형성되고,
    상기 유로의 타측에 상기 수소출구, 냉각수출구 및 공기출구가 형성되며,
    상기 제2피어싱단계에 의해 형성되는 상기 냉각수입구, 냉각수출구, 공기입구 및 공기출구는 상기 드로잉단계 이후에 형성되고,
    상기 드로잉단계에서는 2번 이상의 가압공정을 통해 상기 유로를 형성하며,
    상기 유로는,
    금속판의 중심부에서 수평방향으로 다수개의 홈이 평행하게 형성된 수평홈부와;
    상기 수평홈부의 일측에서 상기 수소입구 방향으로 다수개의 홈이 경사지게 형성된 제1경사홈부와;
    상기 수평홈부의 타측에서 상기 수소출구 방향으로 다수개의 홈이 경사지게 형성된 제2경사홈부;로 이루어지며,
    상기 드로잉단계에서는 상기 수평홈부, 제1경사홈부, 제2경사홈부를 함께 성형하는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법.
  3. 청구항2에 있어서,
    상기 유로는,
    상기 수평홈부의 일측에서 상기 냉각수입구 방향으로 경사지게 형성된 제3경사홈부와;
    상기 수평홈부의 타측에서 상기 냉각수출구 방향으로 경사지게 형성된 제3경사홈부;를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 드로잉단계에서는 상기 수평홈부, 제1경사홈부, 제2경사홈부, 제3경사홈부, 제4경사홈부를 함께 성형하는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법.
  4. 청구항2에 있어서,
    상기 노칭단계에서는,
    상기 금속판의 둘레에 형성된 상기 비드의 안쪽에서 모서리 부분에 4개의 제1관통공을 형성하는 제1노칭단계와;
    상기 금속판의 둘레에 형성된 비드의 안쪽에서 4개의 상기 제1관통공을 연결하는 제2관통공을 형성하는 제2노칭단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 제1관통공 및 제2관통공의 형성된 금속분리판이 금속판으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법.
  5. 청구항2에 있어서,
    상기 비드성형단계는 상기 드로잉단계와 함께 이루어지되,
    프레스에 의해 상기 비드와 유로가 함께 성형되는 것을 특징으로 하는 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법.

KR1020190123935A 2019-10-07 2019-10-07 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법 KR102200739B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190123935A KR102200739B1 (ko) 2019-10-07 2019-10-07 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법
PCT/KR2019/013126 WO2021070979A1 (ko) 2019-10-07 2019-10-07 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190123935A KR102200739B1 (ko) 2019-10-07 2019-10-07 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102200739B1 true KR102200739B1 (ko) 2021-01-12

Family

ID=74129655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190123935A KR102200739B1 (ko) 2019-10-07 2019-10-07 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102200739B1 (ko)
WO (1) WO2021070979A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102534315B1 (ko) 2022-03-03 2023-05-30 신상용 다층 메쉬실린더 반복 배열 동심원 구조를 갖는 수소 활성화 촉진장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114171755B (zh) * 2021-10-20 2023-08-18 海卓动力(上海)能源科技有限公司 一种燃料电池双极板及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101261285B1 (ko) * 2012-11-23 2013-05-07 한국기계연구원 연료전지 분리판 제조 방법
KR101304884B1 (ko) * 2007-08-08 2013-09-06 기아자동차주식회사 연료전지의 플러딩 저감을 위한 냉각유로구조
KR101461917B1 (ko) 2013-10-14 2014-11-14 현대자동차 주식회사 연료 전지 스택의 수소 및 공기 공급 장치
KR20150075436A (ko) * 2013-12-25 2015-07-06 주식회사 포스코 연료전지용 분리판

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314973B1 (ko) * 2006-05-03 2013-10-04 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 분리판
KR20080021233A (ko) * 2006-08-31 2008-03-07 김신호 독립된 채널 그룹으로 구분된 연료전지분리판.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101304884B1 (ko) * 2007-08-08 2013-09-06 기아자동차주식회사 연료전지의 플러딩 저감을 위한 냉각유로구조
KR101261285B1 (ko) * 2012-11-23 2013-05-07 한국기계연구원 연료전지 분리판 제조 방법
KR101461917B1 (ko) 2013-10-14 2014-11-14 현대자동차 주식회사 연료 전지 스택의 수소 및 공기 공급 장치
KR20150075436A (ko) * 2013-12-25 2015-07-06 주식회사 포스코 연료전지용 분리판

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102534315B1 (ko) 2022-03-03 2023-05-30 신상용 다층 메쉬실린더 반복 배열 동심원 구조를 갖는 수소 활성화 촉진장치
KR102534313B1 (ko) 2022-03-03 2023-05-30 신상용 금속브러쉬핀 타입 반복 배열 구조를 갖는 수소 활성화/이온화 촉진장치
KR102534314B1 (ko) 2022-03-03 2023-05-30 신상용 이온화부의 반복 배열 구조를 포함하는 수소 활성화/이온화 촉진장치
KR102541231B1 (ko) 2022-03-03 2023-06-14 신상용 지문 타입 패널 적층 구조를 갖는 수소 활성화/이온화 촉진장치
KR20230131435A (ko) 2022-03-03 2023-09-13 신상용 수소 활성화 및 이온화 촉진방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021070979A1 (ko) 2021-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5381647B2 (ja) 燃料電池用セパレータ及びその製造方法
KR101361298B1 (ko) 연료전지용 다공성 분리판
KR101693993B1 (ko) 연료전지용 분리판
US7396609B2 (en) Fuel cell and metal separator for fuel cell
US20150118587A1 (en) Fuel cell stack including dummy cell
US6818165B2 (en) Method of fabricating fluid flow field plates
KR102200739B1 (ko) 수소연료전지 스택용 금속분리판의 제조방법
US8053125B2 (en) Fuel cell having buffer and seal for coolant
JP5263927B2 (ja) 燃料電池スタック用エンドプレートおよびその製造方法
CN107864686A (zh) 燃料电池堆的双极板的处理工艺
KR101241016B1 (ko) 연료전지용 세퍼레이터
EP1441405B1 (en) Fuel Cell With Gas Diffusion Layers
WO2024037530A1 (zh) 燃料电池
KR102100053B1 (ko) 연료전지용 분리판
CN116159907A (zh) 一种极板冲压方法及冲压装置
US20190181480A1 (en) Membrane electrode assembly, fuel cell provided with same, and method for producing membrane electrode assembly
US9496579B2 (en) Fuel cell limiting the phenomenon of corrosion
CN106067558A (zh) 具有不同厚度的半板的双极板和相关的燃料电池电堆
KR102375457B1 (ko) 전해조용 채칼형 유로구조 및 그 유로구조를 갖는 고분자 전해질 전해조
CN101116214A (zh) 用于制备要装配在膜电极组件中的膜的方法和膜电极组件
KR101282619B1 (ko) 연료전지용 분리판
KR101301824B1 (ko) 연료 전지용 분리판
KR102063060B1 (ko) 연료전지 스택
JP3866246B2 (ja) 燃料電池
EP4075554B1 (en) Fuel cell with a separator and fuel cell stack

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant