燃料电池双极板的焊接方法及燃料电池双极板技术

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，提供了一种燃料电池双极板的焊接方法及燃料电池双极板，该燃料电池双极板的焊接方法利用焊接应力与变形产生原理，使用激光束分别对单极板的形变区域输入热能，当热量散尽后，在残余应力的作用下，局部区域产生微小的塑性变形，原本的形变区域表面整体被遍布的微小塑性变形拉紧整平，得到平整度较高的单极板，然后再将两片整平后的单极板叠放，按设计的焊接路径进行激光焊接，使得最终的双极板结构不再发生翘曲，从而提升了整个双极板的平面度，进而提升了燃料电池电堆的电压均一性。电池电堆的电压均一性。电池电堆的电压均一性。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池双极板的焊接方法及燃料电池双极板


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其是涉及一种燃料电池双极板的焊接方法及燃料电池双极板。

技术介绍

[0002]燃料电池双极板是燃料电池电堆中的核心零部件，在电堆中起着隔绝反应物、导电、导热、支撑膜电极、分配反应物、排出反应水等众多关键作用。极板材料一般分为石墨板、金属板或者复合材料等。
[0003]燃料电池双极板部件的平整度好坏，直接影响着装堆后双极板流场与膜电极之间接触的均匀性。若双极板的平面度越好，则与膜电极接触电阻越小且均一性越好；若双极板的平面度越差，则与膜电极接触电阻的均一性越差，从而影响燃料电池电堆的电压均一性、发电效率和稳定性。
[0004]为了实现上述作用，现有双极板的设计结构较为复杂且尺寸微小、精度高，往往在成型后，在内应力作用下会发生翘曲变形。在焊接过程中，需要利用夹具强制将两片极板的焊接面压平压紧后，再进行焊接，但释放夹具后，合二为一的双极板会呈现出新的翘曲变形，平面度变差且形变更加复杂，从而降低了燃料电池电堆的电压均一性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池双极板的焊接方法及燃料电池双极板，以解决现有双极板焊接后仍然存在翘曲变形的问题。
[0006]第一个方面，本专利技术提供了一种燃料电池双极板的焊接方法，包括：利用激光器分别向第一单极板的形变区域和第二单极板的形变区域输入热能，以实现激光整平；
[0007]将整平后的所述第一单极板与所述第二单极板进行激光焊接，从而得到燃料电池双极板。
[0008]可选地，利用激光器分别向第一单极板的形变区域和第二单极板的形变区域输入热能，以实现激光整平，包括：
[0009]将第一单极板的凸起面朝上，并固定在定位夹具上；
[0010]调整所述激光器的激光参数至第一预设参数；
[0011]控制所述激光器按照所述第一预设参数发射第一激光束，并使得所述第一激光束在所述第一单极板的形变区域沿着第一整平路径释放热能；
[0012]以及，
[0013]将第二单极板的凸起面朝上，并固定在定位夹具上；
[0014]调整所述激光器的激光参数至第二预设参数；
[0015]控制所述激光器按照所述第二预设参数发射第二激光束，并使得所述第二激光束在所述第二单极板的形变区域沿着第二整平路径释放热能。
[0016]可选地，调整所述激光器的激光参数至第一预设参数，包括：
[0017]根据所述第一单极板的变形幅度，将所述激光器的激光功率设置为第一整平功率，以及将所述激光器的激光束圆点直径设置为第一圆点直径；
[0018]以及，
[0019]调整所述激光器的激光参数至第二预设参数，包括：
[0020]根据所述第二单极板的变形幅度，将所述激光器的功率束设置为第二整平功率，以及将所述激光器的激光束圆点直径设置为第二圆点直径。
[0021]可选地，所述第一整平功率为所述激光器的焊接功率的20％～30％，所述第一圆点直径为焊接时激光束圆点直径的1.5～2.5倍；
[0022]和/或，所述第二整平功率为所述激光器的焊接功率的20％～30％，所述第二圆点直径为焊接时激光束圆点直径的1.5～2.5倍。
[0023]可选地，控制所述激光器按照所述第一预设参数发射第一激光束，并使得所述第一激光束在所述第一单极板的形变区域沿着第一整平路径释放热能，包括：
[0024]根据所述第一单极板的变形幅度，预先生成位于所述第一单极板的形变区域的所述第一整平路径；
[0025]控制所述第一激光束按照所述第一预设参数，并沿着第一整平路径投射至所述第一单极板的形变区域；
[0026]以及，
[0027]控制所述激光器按照所述第二预设参数发射第二激光束，并使得所述第二激光束在所述第二单极板的形变区域沿着第二整平路径释放热能，包括：
[0028]根据所述第二单极板的变形幅度，预先生成位于所述第二单极板的形变区域的所述第二整平路径；
[0029]控制所述第二激光束按照所述第一预设参数，并沿着第二平路径投射至所述第二单极板的形变区域。
[0030]可选地，所述第一整平路径包括第一涡状路径，所述第一涡状路径不交叉重叠，所述第一涡状路径具有单个起点和单个终点，所述第一涡状路径的起点和终点分别位于所述第一涡状路径最外侧的相对两端；
[0031]和/或，所述第二整平路径包括第二涡状路径，所述第二涡状路径不交叉重叠，所述第二涡状路径具有单个起点和单个终点，所述第二涡状路径的起点和终点分别位于所述第二涡状路径最外侧的相对两端。
[0032]可选地，所述第一整平路径包括多条平行的第一螺旋形路径，每条所述第一螺旋形路径包括单个起点和单个终点，所述第一螺旋形路径的起点和终点分别位于所述第一螺旋形路径的两端；
[0033]和/或，所述第二整平路径包括多条平行的第二螺旋形路径，每条所述第二螺旋形路径包括单个起点和单个终点，所述第二螺旋形路径的起点和终点分别位于所述第二螺旋形路径的两端。
[0034]可选地，所述第一整平路径包括多条平行的第一线性路径或者多条逐层套设的第一环状路径，多条所述第一线性路径之间或者多条所述第一环状路径之间不交叉重叠；
[0035]和/或，所述第二整平路径包括多条平行的第二线性路径或者多条逐层套设的第二环状路径，多条所述第二线性路径之间或者多条所述第二环状路径之间不交叉重叠。
[0036]可选地，所述第一整平路径包括多条第三环状路径，多条所述第三环状路径沿着所述第一单极板的长度方向排布、且相邻的所述第三环状路径部分交叉重叠；
[0037]和/或，所述第二整平路径包括多条第四环状路径，多条所述第四环状路径沿着所述第二单极板的长度方向排布、且相邻的所述第四环状路径部分交叉重叠。
[0038]可选地，所述第一整平路径中的相邻路径之间的间距保持在预设的第一偏差范围内；
[0039]和/或，所述第二整平路径中的相邻路径之间的间距保持预设的第二偏差范围内。
[0040]可选地，所述第一激光束相对于所述第一单极板的离焦量为正离焦；
[0041]和/或，所述第二激光束相对于所述第二单极板的离焦量为正离焦。
[0042]可选地，将整平后的所述第一单极板与述第二单极板进行激光焊接，从而得到燃料电池双极板，包括：
[0043]将整平后的所述第一单极板和所述第二单极板按设计结构定位放置在激光焊接夹具上；
[0044]将所述第一单极板与所述第二单极板紧密贴合，并控制所述激光器按照焊接功率发射激光束并沿着焊接路径移动，使所述第一单极板与所述第二单极板焊接结合成燃料电池双极板。
[0045]第二个方面，本专利技术实施例还提供了一种燃料电池双极板，利用第一个方面所述的焊接方法得到。
[0046]本专利技术实施例至少具有以下技术效果：
[0047]本专利技术实施例提供的燃料电池双极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池双极板的焊接方法，其特征在于，包括：利用激光器分别向第一单极板的形变区域和第二单极板的形变区域输入热能，以实现激光整平；将整平后的所述第一单极板与所述第二单极板进行激光焊接，从而得到燃料电池双极板。2.根据权利要求1所述的燃料电池双极板的焊接方法，其特征在于，利用激光器分别向第一单极板的形变区域和第二单极板的形变区域输入热能，以实现激光整平，包括：将第一单极板的凸起面朝上，并固定在定位夹具上；调整所述激光器的激光参数至第一预设参数；控制所述激光器按照所述第一预设参数发射第一激光束，并使得所述第一激光束在所述第一单极板的形变区域沿着第一整平路径释放热能；以及，将第二单极板的凸起面朝上，并固定在定位夹具上；调整所述激光器的激光参数至第二预设参数；控制所述激光器按照所述第二预设参数发射第二激光束，并使得所述第二激光束在所述第二单极板的形变区域沿着第二整平路径释放热能。3.根据权利要求2所述的燃料电池双极板的焊接方法，其特征在于，调整所述激光器的激光参数至第一预设参数，包括：根据所述第一单极板的变形幅度，将所述激光器的激光功率设置为第一整平功率，以及将所述激光器的激光束圆点直径设置为第一圆点直径；以及，调整所述激光器的激光参数至第二预设参数，包括：根据所述第二单极板的变形幅度，将所述激光器的功率束设置为第二整平功率，以及将所述激光器的激光束圆点直径设置为第二圆点直径。4.根据权利要求3所述的燃料电池双极板的焊接方法，其特征在于，所述第一整平功率为所述激光器的焊接功率的20％～30％，所述第一圆点直径为焊接时激光束圆点直径的1.5～2.5倍；和/或，所述第二整平功率为所述激光器的焊接功率的20％～30％，所述第二圆点直径为焊接时激光束圆点直径的1.5～2.5倍。5.根据权利要求2所述的燃料电池双极板的焊接方法，其特征在于，控制所述激光器按照所述第一预设参数发射第一激光束，并使得所述第一激光束在所述第一单极板的形变区域沿着第一整平路径释放热能，包括：根据所述第一单极板的变形幅度，预先生成位于所述第一单极板的形变区域的所述第一整平路径；控制所述第一激光束按照所述第一预设参数，并沿着第一整平路径投射至所述第一单极板的形变区域；以及，控制所述激光器按照所述第二预设参数发射第二激光束，并使得所述第二激光束在所
述第二单极板的形变区域沿着第二整平路径释放热能，包括：根据所述第二单极板的变形幅度，预先生成位于所述第二单极板的形变区域的所述第二整平路径；控制所述第二激光束按照所述第一预设参数，并沿着第二平路径投射至所述第二单极板的形变区域。6.根据权利要求5所述的燃料电池双极板的焊接方法，其特征在于，所述第一整平路径包括第一涡状...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳波，徐泽锋，孙建晓，赵志彬，刘峰，
申请(专利权)人：大同新研氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：