CN111653802A - 一种燃料电池单元的集流体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池单元的集流体及其制造方法，由于集流体采用冲孔方式形成一体式的网状结构，提高了集流体的导电能力，且有利于空气电极膜在集流体正、反两面的压接稳定度。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池单元的集流体及其制造方法。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。燃料电池所产生的电能通过其膜电极和负极板分别导出，其中集流体是膜电极的重要组成部分，在集流体的正反表面各附上一层空气电极膜即为膜电极。
现有集流体为编织而成的金属网，接触电阻较大，导致其导电能力不足，且平整度不好，使得集流体上附着的空气电极膜压接不够牢固。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是如何提高集流体的导电能力。
根据第一方面，一种实施例中提供一种燃料电池单元的集流体，包括边框和导电基体，
所述边框设于所述导电基体的外周侧；
所述导电基体为网格结构，所述网格结构中网孔的形状为等边多边形形状；
所述导电基体用于导出燃料电池单元所产生的正极电流。
进一步地，所述导电基体厚度方向的横截面的导电能力大于预设电流的导电能力。
进一步地，所述导电基体为导电金属材料，所述导电基体的表面附有防腐层。
进一步地，所述导电基体的材质为铜，防腐层的材料为镍或金。
进一步地，所述网孔的形状为等边三角形、正方形、等边五边形或等边六边形。
根据第二方面，一种实施例中提供一种集流体的制造方法，包括：
对导电基体的表面进行去油处理，并根据预成型的集流体，裁剪导电基体的形状；
对导电基体进行校平处理，使得导电基体的表面位于同一平面；
对导电基体进行冲孔处理，使所述导电基体上形成等间隔分布的网孔，得到网格结构的导电基体，所述网孔的形状为等边多边形形状；
对网格结构的导电基体进行去氧化处理后，在导电基体表面电镀防腐层；
对电镀防腐层的导电基体进行去油和抗氧化处理。
进一步地，所述网孔的形状为等边三角形、正方形、等边五边形或等边六边形。
进一步地，所述导电基体厚度方向的横截面的导电能力大于预设电流的导电能力。
进一步地，所述导电基体为导电金属材料，所述导电基体的表面附有防腐层。
进一步地，所述对导电基体进行冲孔处理的方法包括机械冲压、激光切割、水切割和电烧蚀中的至少一种。
依据上述实施例的一种燃料电池单元的集流体及其制造方法，由于集流体采用冲孔方式形成一体式的网状结构，提高了集流体的导电能力，且有利于空气电极膜在集流体正、反两面的压接稳定度。
附图说明
图1为一种实施例的燃料电池单元的集流体的结构示意图；
图2为一种实施例的网状结构导电基体的结构示意图；
图3为一种实施例的集流体的制造方法流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
在本发明实施例中，请参考图1，图1为一种实施例的燃料电池单元的集流体的结构示意图，所述的集流体包括导电基体10和边框20。
边框20设于导电基体10的外周侧。
如图2所示，图2为一种实施例的网状结构导电基体的结构示意图，导电基体10为网格结构，网格结构中网孔101的形状为等边多边形形状。本实施例中的导电基体为矩形的金属基板。该导电基体10用于导出燃料电池单元所产生的正极电流，燃料电池单元中的负极电流通过其负极板导出。为了适应燃料电池单元，本实施例中矩形导电基体的边长大于1.5mm并小于3mm，厚度大于0.2mm并小于1mm。
在本实施例中，导电基体厚度方向的横截面的导电能力大于预设电流的导电能力。本实施例按以下公式决定横截面的面积：
S＝Ir/Is
Ir为额定电流，Is为导电基体每平方毫米截面的导电能力。本实施例中若要求集流体额定电流100A，一般取铜材质的导电能力为6A/mm2，则导电基体在加工完成后最短边的横截面不能小于100/6。
本实施例中的导电基体10为导电金属材料，导电基体10的表面附有防腐层。其中，导电基体10的材质为铜，防腐层的材料为镍或金。
本实施例中网孔的形状为等边三角形、正方形、等边五边形或等边六边形。
基于上述实施例提供的集流体，本实施例还提供了一种集流体的制造方法，请参考图3，图3为一种实施例的集流体的制造方法流程图，所述的制造方法包括以下步骤：
S10，对导电基体的表面进行去油处理，并根据预成型的集流体，裁剪导电基体的形状。
S20，对导电基体进行校平处理，使得导电基体的表面位于同一平面。
S30，对导电基体进行冲孔处理，使所述导电基体上形成等间隔分布的网孔，得到网格结构的导电基体，所述网孔的形状为等边多边形形状。本实施例中对导电基体进行冲孔处理的方法包括机械冲压、激光切割、水切割和电烧蚀中的至少一种。在对导电基体进行冲孔处理后导电基体可能会出现变形，因此还需对网格结构的导电基体进行校平处理。
S40，对网格结构的导电基体进行去氧化处理后，在导电基体表面电镀防腐层。
S50，对电镀防腐层的导电基体进行去油和抗氧化处理。
本实施例中网格结构中网孔101的形状为等边多边形形状，例如等边三角形、正方形、等边五边形或等边六边形。本实施例中的导电基体为矩形的金属基板。该导电基体10用于导出燃料电池单元所产生的正极电流，燃料电池单元中的负极电流通过其负极板导出。为了适应燃料电池单元，本实施例中矩形导电基体的边长大于1.5mm并小于3mm，厚度大于0.2mm并小于1mm。
在本实施例中，导电基体厚度方向的横截面的导电能力大于预设电流的导电能力。
本实施例中的导电基体10为导电金属材料，导电基体10的表面附有防腐层。其中，导电基体10的材质为铜，防腐层的材料为镍或金。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种燃料电池单元的集流体，其特征在于，包括边框和导电基体；
所述边框设于所述导电基体的外周侧；
所述导电基体为网格结构，所述网格结构中网孔的形状为等边多边形形状；
所述导电基体用于导出燃料电池单元所产生的正极电流。
2.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述导电基体厚度方向的横截面的导电能力大于预设电流的导电能力。
3.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述导电基体为导电金属材料，所述导电基体的表面附有防腐层。
4.如权利要求3所述的集流体，其特征在于，所述导电基体的材质为铜，防腐层的材料为镍或金。
5.如权利要求1至4中任一项所述的集流体，其特征在于，所述网孔的形状为等边三角形、正方形、等边五边形或等边六边形。
6.一种集流体的制造方法，其特征在于，包括：
对导电基体的表面进行去油处理，并根据预成型的集流体，裁剪导电基体的形状；
对导电基体进行校平处理，使得导电基体的表面位于同一平面；
对导电基体进行冲孔处理，使所述导电基体上形成等间隔分布的网孔，得到网格结构的导电基体，所述网孔的形状为等边多边形形状；
对网格结构的导电基体进行去氧化处理后，在导电基体表面电镀防腐层；
对电镀防腐层的导电基体进行去油和抗氧化处理。
7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述网孔的形状为等边三角形、正方形、等边五边形或等边六边形。
8.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述导电基体厚度方向的横截面的导电能力大于预设电流的导电能力。
9.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述导电基体为导电金属材料，所述导电基体的表面附有防腐层。
10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述对导电基体进行冲孔处理的方法包括机械冲压、激光切割、水切割和电烧蚀中的至少一种。
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