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CN116072906B - 一种燃料电池钛基双极板及其制备方法 - Google Patents

一种燃料电池钛基双极板及其制备方法 Download PDF

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CN116072906B CN202310081328.XA CN202310081328A CN116072906B CN 116072906 B CN116072906 B CN 116072906B CN 202310081328 A CN202310081328 A CN 202310081328A CN 116072906 B CN116072906 B CN 116072906B
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Abstract

本发明提供一种燃料电池钛基双极板及其制备方法,该制备方法包括如下步骤:S01、将导电填充物和导电介质物混合均匀,得到导电浆料;所述导电填充物与所述导电介质物的质量比为1:3‑3:1;S02、将步骤S01的导电浆料加入醇溶剂中,搅拌均匀,得到导电浆液;于300℃‑800℃,将所述导电浆液添加至钛基材料金属双极板体上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为30μg/cm2‑2000μg/cm2。本申请制备得到的极板在保留较好耐腐蚀性的同时,具有较好的导电性能,可以满足燃料电池电堆的使用需要。本发明的制备方法简单,生产成本较低,生产效率较高,易于批量化或大规模生产。

Description

一种燃料电池钛基双极板及其制备方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域,特别是涉及一种燃料电池钛基双极板及其制备方法。
背景技术
燃料电池是利用燃料与氧气化学转化产生电能的装置,结构主要包括有双极板、膜电极和端板等部件。其中,双极板作为燃料电池结构的核心部件,主要类型包括有纯石墨双极板、金属双极板和复合双极板。
常见的金属双极板一般可以采用钛基材料制备得到。在氧气作用下,钛基材料的表面可以形成多种不同的钛/氧比和多种不同结构的钛基氧化膜,氧化膜主要包含TiO2,由于钛基氧化膜的存在,钛基材料的耐腐蚀性较好。但是,钛基氧化膜以及钛基材料的导电性能均较差,容易影响双极板的导电性能,使得双极板的导电性能较差,很难满足燃料电池电堆的使用需要。
发明内容
基于此,本发明提供一种燃料电池钛基双极板及其制备方法,旨在解决现有的钛基材料制备的双极板导电性能较差,很难满足燃料电池电堆的使需要等问题。本申请制备得到的极板在保留较好耐腐蚀性的同时,具有较好用的导电性能,可以满足燃料电池电堆的使用需要。
为实现上述目的,一方面,本发明实施例提供一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将导电填充物和导电介质物混合均匀,得到导电浆料;所述导电填充物与所述导电介质物的质量比为1:3-3:1;
S02、将步骤S01的导电浆料加入醇溶剂中,搅拌均匀,得到导电浆液;于300℃-800℃,将所述导电浆液添加至钛基材料金属双极板体上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为30μg/cm2-2000μg/cm2
作为优选的实施方式,步骤S01中,
所述导电填充物为纳米炭黑、碳纤维、纳米碳管和石墨烯中的一种或者至少两种的混合物。
所述导电介质为粘性物或者为粘性物与金属颗粒物的混合物。
所述粘性物为酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、聚酰亚胺(PI)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)和聚醚酰亚胺(PEI)中的一种或者至少两种的混合物。
所述金属颗粒物为金属合金。
所述金属合金为银、铝、铜和金中的一种或至少两种的混合物。
作为优选的实施方式,步骤S02中,
所述醇溶剂为乙醇。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%-6%。
优选的,所述导电浆液中还含有富氧材料,所述富氧材料的质量为所述导电浆液质量的1%-5%。
所述富氧材料优选为NaClO3、过氧化氢、水和高锰酸钾中的一种或至少两种的混合物。
所述添加通过直接涂覆或者沉积方式实现。
所述钛基材料金属双极板体的厚度为0.05mm-1mm。
所述钛基材料金属双极板体优选通过如下方法进行预处理:将所述钛基材料金属双极板体的氧化膜除去,得到预处理的钛基材料金属双极板体。
所述除去通过酸洗、等离子轰击、抛光或者打磨实现。
当所述导电浆液中含有富氧材料时,所述添加在真空中进行,所述真空的氧分压为0.0001Pa-0.01Pa。
当所述导电浆液中不含富氧材料时,所述添加在氧气循环供给中进行,所述氧气循环供给的氧气分压为0.2Pa-20Pa。
所述钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体或者未模压流道的钛基材料金属双极板体。
另一方面,本申请实施例还提供由上述制备方法得到的燃料电池钛基双极板。
通过本申请,能够解决现有的钛基材料制备的双极板导电性能较差,很难满足燃料电池电堆的使用需要等问题。本申请制备得到的极板在保留较好耐腐蚀性的同时,具有较好的导电性能,可以满足燃料电池电堆的使用需要。本发明的制备方法简单,生产成本较低,生产效率较高,易于批量化或大规模生产。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
一般,在氧气作用下,钛基材料的表面可以形成多种不同的钛/氧比和多种不同结构的钛基氧化膜,氧化膜主要包含TiO2,由于钛基氧化膜的存在,钛基材料的耐腐蚀性较好。但是,钛基氧化膜以及钛基材料的导电性能均较差,容易影响双极板的导电性能,使得双极板的导电性能较差,很难满足燃料电池电堆的使用需要。基于此,有必要提供一种燃料电池钛基双极板及其制备方法以解决上述技术问题。
在本申请中,将导电浆料(控制导电浆料的组分及其用量比例)添加至钛基材料金属双极板的表面,导电浆料中的导电介质能够与钛基材料金属双极板的钛基材料结合连接,使得制备得到的燃料电池钛基双极板的导电性能得到较大增强。
在加热条件下,氧气会将去除氧化膜的钛基材料金属双极板表面的钛重新氧化为新的钛基氧化膜,新的钛基氧化膜会将导电介质与钛基材料金属双极板的钛基材料未结合连接的部分、导电介质其他部分包覆,制得的燃料电池钛基双极板相对未经处理的钛基材料金属双极板的耐腐蚀性能下降较少甚至没有下降,仍然保留较好的耐腐蚀性。
为实现上述目的,一方面,本发明实施例提供一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将导电填充物和导电介质物混合均匀,得到导电浆料;所述导电填充物与所述导电介质物的质量比为1:3-3:1(如可以为1:3,或者为1:1,或者为2:1,或者为3:1等等);
S02、将步骤S01的导电浆料加入醇溶剂中,搅拌均匀,得到导电浆液;于300℃-800℃(如可以为300℃,或者为500℃,或者为600℃,或者为800℃等等),将所述导电浆液添加至钛基材料金属双极板体上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为30μg/cm2-2000μg/cm2(如可以为30μg/cm2,或者为500μg/cm2,或者为1000μg/cm2,或者为2000μg/cm2等等)。
作为优选的实施方式,步骤S01中,
所述导电填充物为纳米炭黑、碳纤维、纳米碳管和石墨烯中的一种或者至少两种的混合物。导电填充物可以根据实际使用需要进行选择。
所述导电介质为粘性物或者为粘性物与金属颗粒物的混合物。
所述粘性物为酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚醚砜和聚醚酰亚胺中的一种或者至少两种的混合物。粘性物可以根据实际使用需要进行选择。
所述金属颗粒物为金属合金。
所述金属合金为银、铝、铜和金中的一种或至少两种的混合物。
作为优选的实施方式,步骤S02中,
所述醇溶剂为乙醇。
所述导电浆液中含有碳(此处的碳指碳元素)的质量分数为1%-6%(如可以为1%,或者为3%,或者为5%,或者为6%等等)。
优选的,所述导电浆液中还含有富氧材料,所述富氧材料的质量为所述导电浆液质量的1%-5%(如可以为1%,或者为3%,或者为4%,或者为5%等等)。
所述富氧材料优选为NaClO3、过氧化氢、水和高锰酸钾中的一种或至少两种的混合物。
所述添加通过直接涂覆或者沉积方式实现。
所述钛基材料金属双极板体的厚度为0.05mm-1mm。板体的厚度可以根据实际需要进行选择,可以为0.05mm,或者为0.07mm,或者为1mm等等。
所述钛基材料金属双极板体优选通过如下方法进行预处理:将所述钛基材料金属双极板体的氧化膜除去,得到预处理的钛基材料金属双极板体。
所述除去通过酸洗、等离子轰击、抛光或者打磨实现。
当所述导电浆液中含有富氧材料时,所述添加在真空中进行,所述真空的氧分压为0.0001Pa-0.01Pa(如可以为0.0001Pa,或者为0.001Pa,或者为0.009Pa,或者为0.01Pa等等)。由于导电浆液中的富氧材料会释放氧气,在真空加热条件下,释放的氧气会将去除氧化膜的钛基材料金属双极板表面的钛重新氧化为新的钛基氧化膜,新的钛基氧化膜将包覆导电浆料的至少一部分。
当所述导电浆液中不含富氧材料时,所述添加在氧气循环供给中进行,所述氧气循环供给的氧气分压为0.2Pa-20Pa(如可以为0.2Pa,或者为1Pa,或者为10Pa,或者为20Pa等等)。在加热条件下,供氧环境中释放的氧气会将去除氧化膜的钛基材料金属双极板表面的钛重新氧化为新的钛基氧化膜,新的钛基氧化膜将包覆导电浆料的至少一部分。
所述钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体或者未模压流道的钛基材料金属双极板体。
在高温条件下,Ti会与O2发生氧化反应,生成TiO2:Ti+O2=TiO2
所述燃料电池钛基双极板的抗弯强度优选为20MPa-80MPa,导电率优选为200S/cm-600S/cm。
所述燃料电池钛基双极板的最薄处厚度优选为0.05mm-0.1mm,可以为0.05mm,或者为0.07mm,或者为1mm等等。
另一方面,本申请实施例还提供由上述制备方法得到的燃料电池钛基双极板。
通过本申请,能够解决现有的钛基材料制备的双极板导电性能较差,很难满足燃料电池电堆的使用需要等问题。本申请制备得到的极板在保留较好耐腐蚀性的同时,具有较好的导电性能,可以满足燃料电池电堆的使用需要。本发明的制备方法简单,生产成本较低,生产效率较高,易于批量化或大规模生产。
实施例1
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将纳米炭黑和酚醛树脂按质量比1:1混合均匀,得到导电浆料;
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于600℃、真空度为0.01Pa条件下,将所述导电浆液通过沉积方式添加至钛基材料金属双极板体(0.1mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为500μg/cm2;沉积时间为20min。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%;所述导电浆液中还含有富氧材料NaClO3,所述富氧材料的质量为所述导电浆液质量的1%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为80MPa,导电率为600S/cm;
已模压流道的钛基材料金属双极板体的最薄处厚度为0.1mm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为3mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.9μA·cm-2
实施例2
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将纳米炭黑和聚酰亚胺树脂按质量比1:1混合均匀,得到导电浆料;
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于500℃、氧分压为20Pa条件下,将所述导电浆液通过沉积方式添加至钛基材料金属双极板体(0.1mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为50μg/cm2;沉积时间为30min。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为80MPa,导电率为600S/cm;
已模压流道的钛基材料金属双极板体的最薄处厚度为0.1mm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为5mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.82μA·cm-2
实施例3
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将导电填充物和酚醛树脂按质量比1:2混合均匀,得到导电浆料;其中,导电填充物为纳米碳管和石墨烯按质量比0.4:0.6混合的混合物;
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于800℃、真空度为0.01Pa条件下,将所述导电浆液通过沉积方式添加至钛基材料金属双极板体(0.1mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为1000μg/cm2;沉积时间为20min。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%;所述导电浆液中还含有富氧材料NaClO3,所述富氧材料的质量为所述导电浆液质量的1%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为60MPa,导电率为500S/cm;
已模压流道的钛基材料金属双极板体的最薄处厚度为0.05mm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为2mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.80μA·cm-2
实施例4
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将导电填充物和聚酰亚胺树脂按质量比1:2混合均匀,得到导电浆料;其中,导电填充物为纳米碳管和石墨烯按质量比0.6:0.4混合的混合物;
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于800℃、氧分压为10Pa条件下,将所述导电浆液通过沉积方式添加至钛基材料金属双极板体(0.1mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为100μg/cm2;沉积时间为30min。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为60MPa,导电率为500S/cm;
已模压流道的钛基材料金属双极板体的最薄处厚度为0.05mm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为2mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.79μA·cm-2
实施例5
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将纳米炭黑和导电介质按质量比1:3混合均匀,得到导电浆料;
其中,导电介质为粘性物与金属颗粒物的混合物,粘性物与金属颗粒物的质量比为0.7:0.3;
粘性物为酚醛树脂与聚偏氟乙烯的混合物,其中酚醛树脂的质量含量为60%,聚偏氟乙烯的质量含量为40%;金属颗粒物为银钨合金;
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于500℃、真空度为0.005Pa条件下,将所述导电浆液通过涂覆方式添加至钛基材料金属双极板体(0.05mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为2000μg/cm2;涂覆时间为20min;
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%;所述导电浆液中还含有富氧材料过氧化氢,所述富氧材料的质量为所述导电浆液质量的3%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为20MPa,导电率为200S/cm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为2mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.79μA·cm-2
实施例6
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将导电填充物和导电介质按质量比3:1混合均匀,得到导电浆料;
其中,导电介质为粘性物与金属颗粒物的混合物,粘性物与金属颗粒物的质量比为0.7:0.3;
粘性物为环氧树脂、聚醚砜、聚醚酰亚胺的混合物,其中,酚醛树脂的质量含量为50%,聚偏氟乙烯的质量含量为30%,聚醚酰亚胺的质量含量为20%;
金属颗粒物为银铜钒合金。
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于300℃、真空度为0.001Pa条件下,将所述导电浆液通过涂覆方式添加至钛基材料金属双极板体(0.5mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为500μg/cm2;涂覆时间为20min。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%;所述导电浆液中还含有富氧材料高锰酸钾,所述富氧材料的质量为所述导电浆液质量的2%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为80MPa,导电率为600S/cm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为2.5mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.81μA·cm-2
实施例7
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将纳米炭黑和导电介质按质量比1:3混合均匀,得到导电浆料;
其中,导电介质为粘性物与金属颗粒物的混合物,粘性物与金属颗粒物的质量比为0.7:0.3;
粘性物为酚醛树脂与聚偏氟乙烯的混合物,其中,酚醛树脂的质量含量为60%,聚偏氟乙烯的质量含量为40%;
金属颗粒物为银钨合金。
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于500℃、氧分压为15Pa条件下,将所述导电浆液通过涂覆方式添加至钛基材料金属双极板体(0.05mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为2000μg/cm2;涂覆时间为20min。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为20MPa,导电率为200S/cm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为2.7mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.83μA·cm-2
实施例8
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将导电填充物和导电介质按质量比3:1混合均匀,得到导电浆料;
其中,导电介质为粘性物与金属颗粒物的混合物,粘性物与金属颗粒物的质量比为0.7:0.3;
粘性物为环氧树脂、聚醚砜、聚醚酰亚胺的混合物,其中,酚醛树脂的质量含量为50%,聚偏氟乙烯的质量含量为30%,聚醚酰亚胺的质量含量为20%;
金属颗粒物为银铜钒合金。
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于300℃、氧分压为10Pa条件下,将所述导电浆液通过涂覆方式添加至钛基材料金属双极板体(0.5mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为500μg/cm2;涂覆时间为20min。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为80MPa,导电率为600S/cm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为3.1mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.86μA·cm-2
实施例9
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将纳米炭黑和导电介质按质量比1:3混合均匀,得到导电浆料;
其中,导电介质为粘性物与金属颗粒物的混合物,粘性物与金属颗粒物的质量比为0.3:0.7;
粘性物为酚醛树脂与聚偏氟乙烯的混合物,其中,酚醛树脂的质量含量为60%,聚偏氟乙烯的质量含量为40%;
金属颗粒物为铝锰合金。
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于500℃、氧分压为0.2Pa条件下,将所述导电浆液通过沉积方式添加至钛基材料金属双极板体(0.1mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为30μg/cm2;沉积时间为30min。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为20MPa,导电率为200S/cm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为3mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.81μA·cm-2
实施例10
一种燃料电池钛基双极板的制备方法,包括如下步骤:
S01、将纳米炭黑和导电介质按质量比1:3混合均匀,得到导电浆料;
其中,导电介质为粘性物与金属颗粒物的混合物,粘性物与金属颗粒物的质量比为0.3:0.7;
粘性物为环氧树脂与聚偏氟乙烯的混合物,其中,酚醛树脂的质量含量为60%,聚偏氟乙烯的质量含量为40%;
金属颗粒物为银-氧化镉。
S02、将步骤S01的导电浆料加入乙醇中,搅拌均匀,得到导电浆液;于500℃、氧分压为20Pa条件下,将所述导电浆液通过沉积方式添加至钛基材料金属双极板体(0.1mm厚)上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为30μg/cm2;沉积时间为30min。
所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%。
在步骤S02中,钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体,已模压流道的钛基材料金属双极板体的抗弯强度为20MPa,导电率为200S/cm;
经测试,制备得到的燃料电池钛基双极板的接触电阻为2mΩ·cm2,腐蚀电流密度为0.83μA·cm-2
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种燃料电池钛基双极板的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S01、将导电填充物和导电介质物混合均匀,得到导电浆料;所述导电填充物与所述导电介质物的质量比为1:3-3:1;
S02、将步骤S01的导电浆料加入醇溶剂中,搅拌均匀,得到导电浆液;于300℃-800℃,将所述导电浆液添加至钛基材料金属双极板体上,得到燃料电池钛基双极板;所述导电浆液的添加量为30μg/cm2-2000μg/cm2
所述导电填充物为纳米炭黑、碳纤维、纳米碳管和石墨烯中的一种或者至少两种的混合物;
所述导电介质为粘性物或者为粘性物与金属颗粒物的混合物;
当所述导电浆液中含有富氧材料时,所述添加在真空中进行,所述真空的氧分压为0.0001Pa-0.01Pa;
当所述导电浆液中不含富氧材料时,所述添加在氧气循环供给中进行,所述氧气循环供给的氧气分压为0.2 Pa-20Pa。
2.根据权利要求1所述的燃料电池钛基双极板的制备方法,其特征在于,所述粘性物为酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚醚砜和聚醚酰亚胺中的一种或者至少两种的混合物;
所述金属颗粒物为金属合金。
3.根据权利要求1所述的燃料电池钛基双极板的制备方法,其特征在于,步骤S02中,所述醇溶剂为乙醇;所述导电浆液中含有碳的质量分数为1%-6%。
4.根据权利要求1所述的燃料电池钛基双极板的制备方法,其特征在于,步骤S02中,所述导电浆液中还含有富氧材料,所述富氧材料的质量为所述导电浆液质量的1%-5%。
5.根据权利要求4所述的燃料电池钛基双极板的制备方法,其特征在于,
所述富氧材料为NaClO3、过氧化氢、水和高锰酸钾中的一种或至少两种的混合物;
所述添加通过直接涂覆或者沉积方式实现;
所述钛基材料金属双极板体的厚度为0.05 mm-1 mm。
6.根据权利要求1所述的燃料电池钛基双极板的制备方法,其特征在于,步骤S02中,所述钛基材料金属双极板体为已模压流道的钛基材料金属双极板体或者未模压流道的钛基材料金属双极板体。
7.根据权利要求1所述的燃料电池钛基双极板的制备方法,其特征在于,步骤S02中,所述燃料电池钛基双极板的抗弯强度为20MPa-80MPa,导电率为200 S/cm-600 S/cm;
所述燃料电池钛基双极板的最薄处厚度为0.05mm-0.1mm。
8.一种燃料电池钛基双极板,其特征在于,所述燃料电池钛基双极板由权利要求1至7任一项所述的制备方法制备得到。
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