一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法技术方案

一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法，属于燃料电池技术领域。由依次配合连接的金属阴阳极单极板成型系统、双极板制程系统、镀膜系统和测漏系统四个子系统构成。上述一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法，实现了燃料电池用金属双极板的工业批量生产及检测，完成金属双极板由实验室到工业生产的转化，通过工业批量生产及对生产过程的系统管控，达到产品质量的一致性，提高生产效率，降低劳动强度，降低制造成本，实现双极板的商品化，规模化制造。

An Industrial Batch Production System and Method of Metal Bipolar Plates for Fuel Cells

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法
本专利技术属于燃料电池
，具体为一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池是一种电化学能量转化装置，可将氢气燃料中的化学能直接转化为电能，唯一产物为水，具有高效，环保，高功率密度，响应迅速等优点，被公认为理想车用动力源。燃料电池结构简单，核心部件是双极板和膜电极。双极板按材料体系主要分为两类，即金属双极板和石墨双极板。目前我国市场上车用燃料电池电堆以石墨板为主，这类双极板以尺寸精度高，结构稳定性好，流道易于细密化，材料化学稳定性高，氢气、空气、制冷剂三腔结构可以独立设计，寿命与可靠性等优势，为当前燃料电池双极板的主流。但受制于厚度，重量，加工工艺，热容等劣势，石墨板电堆在比功率密度，量产成本，低温启动等方面无法满足乘用车要求。金属双极板具有类似石墨双极板的高导电，导热能力；更好的机械强度，阻气能力和抗冲击能力，使双极板更薄更轻，大幅度提高比功率密度；以更少的工序和成熟的量产工艺大幅降低量产成本；大幅降低的热容使金属板具备更强的低温启动能力。金属板在成型细密化，残余应力控制，耐蚀性，设计自由度等方面的劣势也已经得以解决。在金属成型方面通过模压，液压，高速热成型等工艺已经解决了流道细密化和平整度问题，成本也大幅下降；在金属板防腐镀层方面，已取得突破，材料问题不再是金属板电堆寿命的短板；在结构上已趋于成熟，通过合理设计有效规避金属板固有的结构缺陷。金属双极板以其比功率密度，低温启动能力，量产成本等优势，在进一步确认金属薄板成型，表面镀层寿命等关键技术突破的基础上，将成为燃料电池汽车的必然选择。现在学术界对双极板的材料、流道设计、表面镀膜的研究较多，对金属双极板的生产方法及生产系统的研究较少，为实现金属双极板的工业化生产，本专利对金属双极板的工业化生产方法及生产系统进行广泛地研究，并对其进行适当地阐述。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于设计提供一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法的技术方案，该方法实现了燃料电池用金属双极板的工业批量生产及检测，通过工业批量生产及对生产过程的系统管控，达到产品质量的一致性，提高生产效率，降低劳动强度，降低制造成本，实现双极板的商品化，规模化制造。所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于：由依次配合连接的金属阴阳极单极板成型系统、双极板制程系统、镀膜系统和测漏系统四个子系统构成。所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的金属阴阳极单极板成型系统由依次安装在一条生产线上的卷材放卷供料装置、板材表面预处理装置、板材在线检测装置、阴阳极单极板成型装置、阴阳极单极板取料整理检测装置、废料回收装置连接构成。所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的双极板制程系统和镀膜系统采用焊接制程工艺时，所述双极板制程系统由依次安装在生产线上的阴阳极单极板预处理装置、阴阳极单极板供料定位装置、流场合成装置、拆模下料装置连接构成；所述镀膜系统由依次安装在生产线上的镀膜预处理装置、镀膜工艺装置和镀后检测装置连接构成；所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的双极板制程系统和镀膜系统采用粘接制程工艺时，所述双极板制程系统由依次安装在生产线上的阴阳极单极板预处理装置、阴阳极单极板供料定位装置、流场合成装置、拆模下料装置、合成后的检测装置连接构成；所述镀膜系统由依次安装在生产线上的镀膜预处理装置、镀膜工艺装置和镀后检测装置连接构成。所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的测漏系统由依次安装在一条生产线上的测漏预处理装置，测漏及数据处理装置和成品后处理装置。所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述镀膜工艺装置采用多弧离子镀或闭合场非平衡磁控溅射离子镀方式进行镀覆。所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统的生产方法，其特征在于包括以下步骤：金属阴阳极单极板成型系统对卷材金属板依次采用卷材放卷供料、板材表面预处理、板材在线检测、阴阳极单极板成型、阴阳极单极板取料整理检测、废料回收工艺后，批量获得燃料电池金属阴阳极单极板。所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统的生产方法，其特征在于包括以下步骤：双极板制程系统中的阴阳极单极板预处理装置实现阴阳极单极板的洁净、平整处理；阴阳极单极板供料定位装置对阴阳极单极板用工装精确装夹；流场合成装置对工装中的阴阳极单极板焊接合成并进行消除应力处理；拆模下料装置对合成的双极板拆除、回收工装并进行厚度检测操作；镀膜系统中的镀膜预处理装置实现双极板的整洁，镀膜工艺装置实现在双极板的表面镀覆具有优秀的导电性和防腐蚀性的保护层，镀后检测装置对镀覆后双极板接触电阻和腐蚀电流密度进行检测。所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统的生产方法，其特征在于包括以下步骤：镀膜系统中的镀膜预处理装置实现双极板的整洁，镀膜工艺装置实现在双极板的表面镀覆具有优秀的导电性和防腐蚀性的保护层，镀后检测装置对镀覆后双极板接触电阻和腐蚀电流密度进行检测；双极板制程系统中的阴阳极单极板预处理装置实现阴阳极单极板的整洁；阴阳极单极板供料定位装置对阴阳极单极板在工装中点胶水并精确装夹；流场合成装置实现阴阳极单极板固化处理；拆模下料装置对合成后的双极板拆除工装回收，合成后的检测装置进行相关工艺参数指标的检测。所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统的生产方法，其特征在于包括以下步骤：测漏系统中的测漏预处理装置用于清洁、整理被测件；测漏及数据处理装置是用于对被测件的测漏及数据分析；成品后处理装置对测漏后的被测件分类处理。上述一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法，其主要流程包括金属阴阳极单极板成型系统，双极板制程系统，镀膜系统和测漏系统四个子系统。该方法实现了燃料电池用金属双极板的工业批量生产及检测，完成金属双极板由实验室到工业生产的转化，通过工业批量生产及对生产过程的系统管控，达到产品质量的一致性，提高生产效率，降低劳动强度，降低制造成本，实现双极板的商品化，规模化制造。附图说明图1为本专利技术的金属阴阳极单极板成型系统示意图；图2为本专利技术的采用焊接工艺的双极板制程系统示意图；图3为本专利技术的采用粘接工艺的双极板制程系统示意图；图4为本专利技术的镀膜系统示意图；图5为本专利技术的测漏系统示意图。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术作进一步说明。如图所示，该燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，由依次配合连接的金属阴阳极单极板成型系统、双极板制程系统、镀膜系统和测漏系统四个子系统构成。进一步，所述的金属阴阳极单极板成型系统由依次安装在一条生产线上的卷材放卷供料装置d1、板材表面预处理装置d2、板材在线检测装置d3、阴阳极单极板成型装置d4、阴阳极单极板取料整理检测装置d5、废料回收装置d6连接构成。进一步，所述的双极板制程系统和镀膜系统采用焊接制程工艺时，所述双极板制程系统由依次安装在生产线上的阴阳极单极板预处理装置h1、阴阳极单极板供料定位装置h2、流场合成装置h3、拆模下料装置h4连接构成；所述镀膜系统由依次安装在生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于：由依次配合连接的金属阴阳极单极板成型系统、双极板制程系统、镀膜系统和测漏系统四个子系统构成。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于：由依次配合连接的金属阴阳极单极板成型系统、双极板制程系统、镀膜系统和测漏系统四个子系统构成。2.如权利要求1所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的金属阴阳极单极板成型系统由依次安装在一条生产线上的卷材放卷供料装置（d1）、板材表面预处理装置（d2）、板材在线检测装置（d3）、阴阳极单极板成型装置（d4）、阴阳极单极板取料整理检测装置（d5）、废料回收装置（d6）连接构成。3.如权利要求1所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的双极板制程系统和镀膜系统采用焊接制程工艺时，所述双极板制程系统由依次安装在生产线上的阴阳极单极板预处理装置（h1）、阴阳极单极板供料定位装置（h2）、流场合成装置（h3）、拆模下料装置（h4）连接构成；所述镀膜系统由依次安装在生产线上的镀膜预处理装置（m1）、镀膜工艺装置（m2）和镀后检测装置（m3）连接构成；如权利要求1所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的双极板制程系统和镀膜系统采用粘接制程工艺时，所述双极板制程系统由依次安装在生产线上的阴阳极单极板预处理装置（j1）、阴阳极单极板供料定位装置（j2）、流场合成装置（j3）、拆模下料装置（j4）、合成后的检测装置（j5）连接构成；所述镀膜系统由依次安装在生产线上的镀膜预处理装置（m1）、镀膜工艺装置（m2）和镀后检测装置（m3）连接构成。4.如权利要求1所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的测漏系统由依次安装在一条生产线上的测漏预处理装置（L1），测漏及数据处理装置（L2）和成品后处理装置（L3）。5.如权利要求2所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述镀膜工艺装置（m2）采用多弧离子镀或闭合场非平衡磁控溅射离子镀方式进行镀覆。6.采用权利要求2所述的一种燃料电池用金属双极板...

【专利技术属性】
技术研发人员：茅开强，周凤满，万书径，
申请(专利权)人：长兴欧森科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33