[发明专利]一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置及方法

权利要求书

1.一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置，包括传送带，电流控制器，和多个辊压组件，所述的电流控制器分别连接传送带和各辊压组件，所述的辊压组件包括基辊、辊套和调节装置，所述的辊套套在基辊上，辊套的成分为待涂覆材料；金属基板置于传送带上，利用电流在金属基板与辊套间产生的焦耳热熔化待涂覆材料，并通过传送带的运动将材料涂覆在金属基板表面，通过设置多个涂层涂覆工位，得到梯度涂层的有效制备。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置，其特征在于，所述的电流控制器输出交流脉冲电流或调幅电流，或者用三相或单相整流、中频、高频的直流，电流大小为2.0~80.0kA。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置，其特征在于，所述的传送带在承受1000N以下力时，竖直方向上的形变小于10μm，传送带运动速度为0.01~0.5m/s。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置，其特征在于，所述的传送带替换为外径与辊套外径相同的固定辊，每个辊压组件下均设置一固定辊，固定辊的转动带动金属基板水平运动。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置，其特征在于，所述的金属基板置于各对辊压组件与固定辊之间，并在金属基板端头设有滚动电触头，滚动电触头连接电流控制器。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置，其特征在于，所述的金属基板为燃料电池金属极板基材，包括不锈钢、钛合金或铝合金，板厚为0.05~0.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置，其特征在于，所述的辊套的材料电阻率为ρ1，金属基板材料的电阻率为ρ2，二者电阻率满足ρ1ρ2。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置，其特征在于，所述的调节装置通过实时监测辊套与金属基板间的挤压力，通过负反馈控制系统调节辊套的竖直位置，在电辅助涂层过程中保持稳定挤压力，挤压力范围为100~1000N。

9.一种采用权利要求1所述的装置制备燃料电池极板基材梯度涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.金属基板表面预处理

去除金属基板表面油污和表面氧化物；

b.辊套的准备

根据需要涂覆的梯度材料制作多个辊套，将辊套安装在基辊上；

c.电辅助涂层制备

调整好传送带的速度，根据涂覆材料的熔点及传送带速度确定所需电流大小，调节辊套与基辊初始位置，使辊套与金属基板间始终产生合适且稳定的挤压力，金属基板由传送带带动在水平方向上运动，同时，调节电流控制器输出电流，电流经电源正极、调节装置、基辊、辊套、金属基板、传送带回到电源负极，在焦耳热作用下辊套表面及金属基板表面部分材料熔化，辊套与金属基板接触位置形成一条线性熔池，随着传送带的运动，辊套表面熔池区域的待涂覆材料发生融化并在脱离熔池后固化于金属基板表面形成涂层。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过不同辊套间材料的梯度设置，逐层涂覆最终形成梯度涂层。