一种燃料电池钛基双极板及其制备方法技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池钛基双极板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池钛基双极板及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术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。
[0005]为实现上述目的，一方面，本专利技术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：
[0006]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；
[0007]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℃<br/>‑
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。
[0008]作为优选的实施方式，步骤S01中，
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]所述金属颗粒物为金属合金。
[0013]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。
[0014]作为优选的实施方式，步骤S02中，
[0015]所述醇溶剂为乙醇。
[0016]所述导电浆液中含有碳的质量分数为1％
‑
6％。
[0017]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％。
[0018]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。
[0019]所述添加通过直接涂覆或者沉积方式实现。
[0020]所述钛基材料金属双极板体的厚度为0.05mm
‑
1mm。
[0021]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。
[0022]所述除去通过酸洗、等离子轰击、抛光或者打磨实现。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。本专利技术的制备方法简单，生产成本较低，生产效率较高，易于批量化或大规模生产。
[0028]本专利技术目的的实现、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
[0029]下面将结合本专利技术实施例中对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]需要说明，若本专利技术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。
[0031]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。
[0032]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。
[0033]另外，若本专利技术实施例中有涉及“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，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0034]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。
[0035]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。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，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。3.根据权利要求2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。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，所述醇溶剂为乙醇；所述导电浆液中含有碳的质量分数为1％
‑
6％。5.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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华农，杨骄，高鹏然，田洋名，
申请(专利权)人：深圳市雄韬电源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：