Матеріали біполярної пластини паливних елементів та підготовка-ⅱ

Графітова біполярна пластина

В даний час графіт є основним застосуванням біполярних пластин у Китаї завдяки його високій електропровідності, сильній хімічній та термічній стійкості та резистентності до корозії. Графіт - це пористий і крихкий матеріал з низькою міцністю та високою крихістю. Він не може задовольнити вимоги до жорсткості повітря біполярних пластин. Його потрібно неодноразово просочити та карбонізувати для виготовлення непоринних графітових пластин.

Непорочний Графітові пластини зазвичай готуються шляхом графітизації вуглецевого порошку/графітового порошку та графізованої смоли в умовах високої температури (2500 ° С). Цей процес вимагає суворих процедур опалення, тому виробничий цикл довгий, а вартість висока. Крім того, нові пори можуть з’являтися через випаровування домішок після графітизації, що призводить до пористості від 20% до 30% на поверхні графітової пластини. Наявність пори має ризик спричинити витік PEMFC, тим самим зменшуючи концентрацію реакційних газів і, таким чином, знижуючи продуктивність стека. Тому графітову пластину потрібно просочити, щоб зменшити свою пористість та покращити якість поверхні. В даний час найбільш широко використовується після повторних просочених непористих графітових листів.

Обробленийграфітова пластина

Більшість вітчизняних виробників використовують штучну графітову механічну обробку для досягнення цього. Процеси в основному включають:

(1) Підготовка сировини: Змішайте кокс і асфальт при температурі від 1 000 до 1 300 ℃ і коксу для утворення вуглецю. Потім вуглецевий матеріал просочується асфальтом, запеченим, а потім нагрівається в електричній печі при 2 500 до 3 000 ℃ для графіки.

(2) нарізка: приблизно нарізати відповідно до розміру біполярної пластини;

(3) Просочення: Після того, як графітові зрізи просочуються смолою, мета просочення - заповнити пори на поверхню та всередині графіту синтетичною смолою. Зазвичай він просочується протягом 24 годин, а потім термічно обробляється для затвердіння смоли. Залежно від смоли просочення, поділене на фенольний просочений графіт та фурфуральний алкоголь, просочений графітом;

(4) Шліфування: Оскільки розмір після нарізки є відносно шорстким, а поверхнева обробка просоченої графітової пластини також є поганою, необхідні грубе шліфування, середнє шліфування та дрібне шліфування;

(5) Гравірування: гравірування - це ключовий крок у обробці біполярної пластини. Розмірна толерантність біполярної пластини та якість потокового поля залежать від точності гравірувальної машини.

Через низьку міцність та крихкість графітових пластин, цей метод обробки не підходить для формування надтонких біполярних пластин (менше 1,5 мм). Цей метод може спричинити надмірне тертя між інструментом та графітом, що призводить до низької розмірної точності та якості поверхні біполярної пластини. Лей встановив, що під час обробки графіт подрібнюється на дрібні частинки та тонкий пил, а інструмент піддається високому впливу та стимулювальному стресу на кінчику. Обробка потокового каналу також збільшує загальну вартість. Тому цей метод поступово став популярним за кордоном. Усунувшись, більшість іноземних виробників застосовують методи виробництва впорскування або стиснення ліплення.

Графітова пластина з формою для ін'єкцій

Графітова пластина для ін'єкцій - для подачі певної частки графітової та смолової суміші з бункера машини для лиття введення в бочку. Нагрівана і розплавлена ​​суміш вводиться у закриту форму через насадку під тиском. Після охолодження та формування продукт понижений. . Для поліпшення провідності біполярної пластини до суміші можна додати трохи металевого порошку, тоді як для покращення механічної міцності можна додати вуглецеве волокно або керамічне волокно. Однак лиття ін'єкції також має багато недоліків, таких як довге видалення сполучного сполучного (до 7 днів), розтріскування товстих ділянок, розмірні обмеження та дефекти. Подальша графітизація може покращити властивості аркуша, але це значно збільшить витрати, а отже, метод не підходить для масштабного виробництва.

Формований графітовий лист

Для вирішення проблем високих витрат на обробку та масштабного виробництва дослідники почали використовувати процес формування для виготовлення біполярних пластин. Потік процесу: спочатку підготуйте змішаний матеріал графітового порошку та смоли, потім попередньо обробити змішаний матеріал і цвіль, використовуйте температуру плавлення полімеру та певний тиск, щоб зробити потік порошку у формі і заповнити всю порожнину, а потім отримала біполярну пластину після затвердіння. Якщо клей - це термореакальний пластик, зазвичай потрібно лише кілька хвилин, щоб затвердіти і демоль; Якщо клей є термопластичним, цвіль потрібно охолонути до температури нижче температури плавлення клею перед демулом.

Судячи з поточної фактичної експлуатації транспортних засобів водневих паливних елементів у Китаї, комерційних транспортних засобів, таких як пасажирські автомобілі, логістичні транспортні засоби, санітарні вантажівки та навантажувачі, стали основними моделями на ринку. Високочастотні сценарії комерційних транспортних засобів визначають їх вимоги щодо довговічності деталей. вищий. Графітові біполярні пластини більш підходять для поточної демонстраційної роботи комерційних транспортних засобів паливних елементів через їх тривалу міцність.

Металева біполярна пластина

Порівняно з графітовими біполярними пластинами, металеві біполярні пластини мають хорошу електричну провідність, теплопровідність, обробку, менше виробничих процесів, можуть виробляти надтонкі біполярні пластини, а процес масового виробництва є зрілим, що може значно зменшити кількість. Виробничі витрати привернули багато уваги. Поки що при виробництві біполярної пластини використовували нержавіючу сталь, алюмінієвий сплав, титановий сплав, нікельський сплав, сплав мідного сплаву та металеві матричні матеріали.