[发明专利]一种氢燃料电池用陶瓷复合材料双极板

说明书

本发明公开了一种氢燃料电池用陶瓷复合材料双极板，该复合材料是由以下成分及其重量配比的材料制备而成，同时提高了复合材料的导电率和耐腐蚀性，本方案设计了一种氢燃料电池用陶瓷复合材料双极板，由于金属纤维在相同填充量情况下，长径比越大导电性越好，同时在不锈钢纤维与粉末状铝并用的情况下，可改善分散性能，从而提高导电效果；且不锈钢纤维耐腐蚀性好，在共混物中加入不锈钢纤维，使得双极板能拥有更好的耐腐蚀性；通过陶瓷粉末、不锈钢纤维和粉末状铝相互混合，方便双极板的制成，且降低了双极板的生产成本，能够批量生产；制备完成得到的双极板能有更好的导电性和抗腐蚀性。

技术领域

本发明属于双极板技术领域，具体涉及一种氢燃料电池用陶瓷复合材料双极板，更具体涉及一种氢燃料电池用陶瓷复合材料双极板及其制备方法。

背景技术

双极板（又称隔板）的功能是提供气体流道，防止电池气室中的氢气与氧气串通，并在串联的阴阳两极之间建立电流通路；在保持一定机械强度和良好阻气作用的前提下，双极板厚度应尽可能地薄，以减少对电流和热的传导阻力。

双极板需要做适当的表面处理；在双极板阳极侧经镀镍处理后导电性能良好，且不易被电解质润湿，可避免电解质流失；在电解质隔膜与电极有效面积以外的双极板的柔性接触，可有效地阻止气体向外泄露，此即所谓的“湿密封”；为减少在“湿密封”部位熔融碳酸盐对不锈钢的腐蚀，需要对双极板边框做“渗铝”保护处理。

传统的双极板在使用过程中容易受到腐蚀，且不锈钢和钛的表面均形成不导电的氧化物膜使接触电阻增高，使得能源的浪费；制作双极板的成本相对太高，不适合批量生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢燃料电池用陶瓷复合材料双极板，以解决上述背景技术中提出传统的双极板在使用过程中容易受到腐蚀，且不锈钢和钛的表面均形成不导电的氧化物膜使接触电阻增高，使得能源的浪费；制作双极板的成本相对太高，不适合批量生产的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种氢燃料电池用陶瓷复合材料双极板，该复合材料是由以下成分及其重量配比的材料制备而成，同时提高了复合材料的导电率和耐腐蚀性。

作为本发明的进一步方案，由三种不同尺寸的材料作为导电填料，分别为不锈钢纤维、颗粒状铝填料和粉末状陶瓷，所述不锈钢纤维占复合材料总重量的百分之九，所述颗粒状铝填料占复合材料总重量的百分之十五，所述粉末状陶瓷占复合材料总重量的百分之六十五。

作为本发明的进一步方案，通过新型丙烯酸作为粘接剂，所述新型丙烯酸占复合材料总重量的百分之九，通过过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰作为引发剂，所述过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰占复合材料总重量的百分之二。

作为本发明的进一步方案，所述不锈钢纤维的平均粒径为十微米。

作为本发明的进一步方案，所述所述颗粒状铝填料的平均粒径为一百零六微米。

作为本发明的进一步方案，所述粉末状陶瓷的平均粒径为七十微米。

一种氢燃料电池用陶瓷复合材料双极板的制备方法，该制备的方法具体包括以下步骤：

步骤一：首先在粉碎机的底面四个拐角处均焊接底角，粉碎机的底面中部通过支架焊接出料板，通过进料口将金属铝碎片倒入粉碎机内进行粉碎，再将陶瓷碎片通过进料板倒入粉碎机内进行粉碎，粉碎机分别将金属铝碎片粉碎三小时，粉碎机将陶瓷碎片粉碎两小时，得到颗粒状铝填料和粉末状陶瓷；

步骤二：然后根据不锈钢纤维占复合材料总重量的百分之九，颗粒状铝填料占复合材料总重量的百分之十五，粉末状陶瓷占复合材料总重量的百分之六十五，新型丙烯酸占复合材料总重量的百分之九，过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰占复合材料总重量的百分之二分别称重；