燃料电池的隔板的制造方法及隔板技术

一种燃料电池的隔板的制造方法，所述隔板有许多突出部分，其特征在于：所述隔板内的突出部分是用加压流体把金属板压到有许多凹进部分的模具上或者用所述模具压在加压流体支承的金属板上制造出来的，所述模具的凹进部分相应于金属板所要制出的突出部分，以便所述隔板具有所述突出部分。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池的隔板的制造方法及隔板
本专利技术涉及燃料电池的隔板的制造方法，所述隔板有许多突出部。本专利技术还涉及隔板。
技术介绍
隔板用于燃料电池。燃料电池的一个例子是PEM燃料电池，用于使氢和氧发生反应而发电，产生的废料只是水。因此，PEM燃料电池在环保上是很好的。PEM燃料电池有许多隔膜(聚合物电解质隔膜)，其两边都有触媒，从而氢可以与氧发生反应。每个电池只能产生大约0.7伏的电压，所以，例如要驱动一辆车需要很多电池。特别是为了使氢与氧隔开以及为了开辟氢、氧和水的供应通道和排出通道，在各对隔膜之间至少要有一块隔板。因此，燃料电池内的隔板数量至少与隔膜的数量是一样的。对隔板的要求很高。隔板必须能经得起反应产生的水的腐蚀，还要能耐氢。鉴于需要大量隔板，隔板必须又薄又轻，从而，燃料电池才不会又大又重，还必须使隔板的生产成本低，以便燃料电池在价格上有吸引力。在第一种情况下，隔板是用实心碳板制成的，其中的槽例如通过磨削形成。目前燃料电池的隔板也用金属，例如，不锈钢制造，为了有突出部分其中可以压槽，例如通过深拉或冲压。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种低成本生产隔板的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种生产隔板的简单方法。本专利技术的再一个目的是提供一种能用于生产改进型隔板的方法。本专利技术还有一个目的是提供比用现有方法生产的隔板便宜的一种隔板。-->提供改进型隔板也是本专利技术的目的。本专利技术的第一方面提供燃料电池的改进型隔板的制造方法，所述隔板有许多突出部分，在所述方法中，为了制造出有突出部分的隔板，所述隔板内的突出部分是用加压流体把金属板压到有许多凹进部分的模具上或者用所述模具压在加压流体支承的金属板上制造出来的，所述模具的凹进部分相应于金属板所要制出的突出部分。与一般的深拉法或冲压法相比的许多优点是因为使用本方法，亦即液压成形法制造隔板而产生的。液压成形法可以使金属板内的材料比较均匀地拉伸，从而隔板的突出部分可以比较深。在这种情况下，无须金属板的机械形变。金属板的表面不为流体接触所破坏，而使用机械形变，金属板的表面却有遭破坏的危险。选用的流体通常是水、油或者水油混合物。然而，也可以把聚合物、油漆、电解质、玻璃或盐选作流体。这样做可以把流体用作涂层或涂层作业前的预处理。按优选方案，选定的流体压力要高到足以把金属板压到模具的整个表面上。这样可以使金属板制成隔板所需的形状。而机械形变总有某种程度的回弹。按优选方案，要选定流体压力的校准压力。在这里，术语校准压力应该理解为这样一种压力，在该压力下金属板要经受如此高的负荷，以致剩余应力基本消失，从而隔板精确地获得带有凹陷的模具内凹陷的形状。根据优选实施例，流体压力选在250巴(25兆帕)与6000巴(600兆帕)之间。所选压力当然与金属板的厚度有关，也与金属板内突出部分的形状有关，尤其与突出部分的深度与宽度的比例以及必须形成的倒角有关。另外，选定的压力还决定于要发生形变的材料的种类；有些材料在500巴(50兆帕)与1000巴(100兆帕)之间的压力下变形，而对于有些材料则至少需要1000巴(100兆帕)，优选地需要至少1500巴(150兆帕)或者甚至需要2000巴(200兆帕)的压力。根据本方法的一个实施例，首先把金属板放在模具上，然后，用加压流体把金属板压到所述模具上。这是本方法的简单实施例，其中-->金属板可以用卷材供应，从而，可以连续生产隔板。根据本方法的另一实施例，首先使金属板处于流体的预压下，然后，再把模具压到金属板上并对所述流体加压。开始时使金属板处于流体的预压下使金属板经受初拉伸，从而所述板在与模具接触之前更长些，金属板的拉伸更均匀些，形状更像模具一些。根据优选实施例，在金属板与流体之间放置隔膜，按优选方案，隔膜有涂层，以便同时使金属板有涂层。所述隔膜可以防止隔板遭污染。同时敷以涂层对于隔板需要涂层的情况是有利的。所述涂层可以包括金属涂层、有机涂层、无机涂层或者这些涂层的结合。按优选方案，所选金属板是用诸如低碳钢、超低碳钢、铝、不锈钢或钛之类的易变形金属制造的板。这些金属容易变形并且可以用作隔板的金属。在这种情况下，按优选方案，根据美国试验材料学会的E6板材拉伸试验标准，所述金属的形变能力相当于断裂时的均匀延伸率为至少20％。有了这种形变能力，借助液压成形法就可以把隔板制成所要的形状，例如，制成的突出部分的深与宽之比大于借助机械形变法制成的突出部分。根据本方法的优选实施例，所述板在压制作业中处于室温下。这就是说使用本方法无须在方法实施过程中采取特殊措施加热金属板。根据另一优选实施例，所述板在压制过程中处于高温下，例如，对于碳素钢温度在500℃-1000℃，对于铝温度在100℃-550℃，对于不锈钢温度在600℃-1300℃。虽然，因为本方法在实施中必须对所述板，因而也要对模具和流体加热，这使方法实施起来更复杂，但是，由于金属板加了热，形变能力更强，结果所述凹陷部分的深度与宽度之比可以增加。使用所给的温度优选值可以获得最佳效果。优选地，金属板形变前的厚度选定于0.05mm和0.40mm之间，0.05mm和0.20mm之间更好。金属板的这一厚度能使液压成形顺利进行而隔板的突出部分又可以制造得足够的深。为了把隔板制造得更薄而又更轻，优选地，厚度在0.05mm和0.20mm之间。-->根据本方法的优选实施例，金属板在制造突出部分的同时切削成所需的形状和大小。这是切实可行的，特别是如果金属板是以带材供应的更是如此，因为这样做隔板可以同时切割到所需的尺寸。本专利技术的第二方面是提供一种有许多突出部分的隔板，所述隔板根据本专利技术第一方面的方法生产，用诸如低碳钢、超低碳钢、铝、不锈钢或钛之类的易变形金属板制造。特别是如果金属板用易变形金属板制造，隔板可以用上述方法生产，因为与用机械形变法相比这样可以制造出深与宽之比值更大的突出部分。按优选方案，根据美国试验材料学会的E6板材拉伸试验标准，所述金属的形变能力相当于断裂时的均匀延伸率为至少20％。因此，所述金属板具有的形变能力借助液压成形法在任何情况下都足以制造出所需深宽比的突出部分。根据本专利技术的优选实施例，金属板的未形变部分的厚度在0.05mm至0.40mm之间，优选在0.05mm与0.20mm之间。借助液压成形法可以顺利地制造出这样厚度的隔板并满足燃料电池内使用的隔板的要求。按照优选方案，所述板内的转折段的圆弧半径至少与板的未变形部分的厚度相等。如果圆弧半径选择得小于这一厚度，为了迫使板形成具有这种圆弧半径的角度，就要有高得多的流体压力。根据一个优选实施例，突出部分有重复的图形，间距为w，深度为d，如果所述板在室温下发生形变，则0.03＜d/w＜1.2，0.1＜d/w＜0.5较好，0.2＜d/w＜0.5更好；如果所述板在高温下发生形变，则0.03＜d/w＜2.4，0.2＜d/w＜1.0较好，0.4＜d/w＜1.0更好。如果隔板借助液压成形法生产，重复突出部分的深度与间距的这一性质的比值，很明显是可以做到的，而借助机械形变法，特别是较好值，是不太可能做到的。本专利技术还涉及有许多突出部分的隔板，在所述板内，所述突出部分的周围是隔板的基本为平面的部分，所述突出部分具有基本重复的-->图形，间距为w，长为d，0.25＜d/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种燃料电池的隔板的制造方法，所述隔板有许多突出部分，其特征在于：所述隔板内的突出部分是用加压流体把金属板压到有许多凹进部分的模具上或者用所述模具压在加压流体支承的金属板上制造出来的，所述模具的凹进部分相应于金属板所要制出的突出部分，以便所述隔板具有所述突出部分。2、根据权利要求1的方法，其特征在于：流体压力选择得高到足以把所述金属板压到模具的整个表面上。3、根据权利要求1或权利要求2的方法，其特征在于：为流体压力选定校准压力。4、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于：把流体压力选定在250巴(25兆帕)和6000巴(600兆帕)之间，500巴(50兆帕)和1000巴(100兆帕)之间或者1000巴(100兆帕)和6000巴(600兆帕)之间较好，1500巴(150兆帕)和6000巴(600兆帕)之间更好，2000巴(200兆帕)和6000巴(600兆帕)之间最好。5、根据权利要求1至权利要求4中任一项的方法，其特征在于：首先把所述金属板放到所述模具上然后用加压流体把所述金属板压到所述模具上。6、根据权利要求1至权利要求4中任一项的方法，其特征在于：首先把所述金属板置于流体的预压下然后再把所述模具压到所述金属板上并对所述流体加压。7、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于：把隔膜放置于所述金属板与所述流体之间，优选地，隔膜上有涂层以便同时对所述金属板敷以涂层。8、根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于：把用诸如低碳钢、超低碳钢、铝、不锈钢或钛之类的易变形金属制成的板选作金属板。9、根据权利要求8的方法，其特征在于：所述金属的形变能力相-->当于断裂时的均匀延伸率为至少20％。10、根据权利要求1至权利要求9中任一项的方法，其特征在于：所述板在压制作业中处于室温下。11、根据权利要求1至权利要求9中任一项的方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·F·CJ·M·赖耶泽，B·D·卡利尔，M·G·O·克拉斯森，
申请(专利权)人：科鲁斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：