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03 部分技術(shù)分支公開專利介紹

3．1 雙極板制備相關(guān)專利介紹

3．1．1 豐田公司 CN112864412A 燃料電池隔板制造方法

密封構(gòu)件與隔板通過注射成型一體化時(shí)，存在翹曲的問題。如圖所示，當(dāng)向上、下模施加高壓來將隔板夾緊時(shí)，隔板加壓部會(huì)發(fā)生塑性變形；當(dāng)橡膠材料因注射壓力向下擠壓時(shí)，隔板返回平坦?fàn)顟B(tài)。但將隔板從成型模具中取出，隔板會(huì)因反彈而發(fā)生翹曲。若在隔板翹曲的情況下進(jìn)行電堆組裝，則難以進(jìn)行定位，且密封構(gòu)件可能因表面接觸壓力分布不均而致使其密封性能發(fā)生劣化。

基于此，豐田公司通過改進(jìn)成型模具設(shè)計(jì)，在成型模具上設(shè)置肋突出部64與肋凹陷部63，在密封構(gòu)件與隔板本體一體化的過程中形成加強(qiáng)肋33a、33b，通過加強(qiáng)肋提升隔板本體剛性，防止從成型模具取出隔板時(shí)，隔板因反彈而發(fā)生翹曲。

3．1．2 威孚高科 CN213278134U 大功率質(zhì)子交換膜燃料電池用雙極板

傳統(tǒng)PEMFC雙極板有采用平行直流道結(jié)構(gòu)的冷卻流場(chǎng)，該結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單且容易加工，但冷卻分布效果不佳。雙極板中間部分的冷卻效果比兩邊要好，造成燃料電池冷卻效果不均勻。基于此，威孚高科采用“分配點(diǎn)陣＋直流道結(jié)構(gòu)”的冷卻流場(chǎng)結(jié)構(gòu)來有效保證雙極板電化學(xué)反應(yīng)區(qū)域的冷卻效果，同時(shí)可避免電堆組裝時(shí)因壓差過大導(dǎo)致冷卻液外泄的問題。

3．1．3 上海治臻 CN112795886A 金屬雙極板導(dǎo)電耐蝕預(yù)涂層制備

為了提高金屬雙極板的導(dǎo)電性和耐蝕性，通常會(huì)在金屬基材上涂覆導(dǎo)電耐蝕涂層。為了提高導(dǎo)電耐蝕涂層與金屬基材的結(jié)合性能以及降低基材中離子析出，通常會(huì)在兩者之間沉積一層金屬過渡層。然而，在金屬薄板沖壓過程中，由于金屬薄板應(yīng)變較大，涂覆有過渡層的導(dǎo)電耐蝕涂層可能會(huì)發(fā)生開裂現(xiàn)象，甚至從金屬基材上剝離�；�于此，上海治臻提出了一種用于金屬雙極板成型的導(dǎo)電耐蝕預(yù)涂層，通過在金屬基材表面上依次涂覆離子注入層、界面擴(kuò)散層以及表面導(dǎo)電層來改善結(jié)合性能與延展性能。其中離子注入層主要包括貴金屬離子（Au、Pt等）、過渡金屬（Ti、Cr、Nb等）以及非金屬離子（C、N、Si），主要用于改善涂層的腐蝕性能和成形性能；界面擴(kuò)散層主要為過渡金屬的碳化物或氮化物，用于消除離子注入產(chǎn)生的缺陷，并提高涂層和基材之間的結(jié)合力。

3．1．4 武漢中極氫創(chuàng) CN112331879B 氣體／冷卻液分配區(qū)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

現(xiàn)有雙極板陰、陽極板的一側(cè)面設(shè)有供氣體通過的氣體流場(chǎng)槽，另一側(cè)面設(shè)有供冷卻液通過的冷卻液流場(chǎng)槽。氣體進(jìn)入氣體流場(chǎng)槽前或冷卻液進(jìn)入冷卻液流場(chǎng)槽前，會(huì)先經(jīng)過對(duì)應(yīng)的分配區(qū)。但現(xiàn)有分配區(qū)并不能十分均勻地對(duì)氣體和冷卻液進(jìn)行分配，從而導(dǎo)致燃料電池工作效率較低。

基于此，武漢中極氫創(chuàng)公開了一種燃料電池雙極板，該雙極板氣體流場(chǎng)區(qū)包括多條氣體流場(chǎng)槽，氣體分配區(qū)和氣體流場(chǎng)區(qū)通過分流段連通。氣體分配區(qū)中和第一條狀連接通道連接的是垂直段，由于垂直段的槽壁沒有和第一條狀連接通道傾斜，因而不會(huì)改變氣體的流動(dòng)方向，同時(shí)還能有效減少湍流和渦流的產(chǎn)生，以使得氣體能均勻地分散至分配區(qū)各處。另外，雙極板還設(shè)有冷卻液分配區(qū)，其中冷卻液分配槽和冷卻液流場(chǎng)區(qū)的冷卻液流場(chǎng)槽連通，且該冷卻液分配槽中相鄰的兩個(gè)分配段之間均具有夾角，冷卻液在流經(jīng)冷卻液分配槽后流向至少會(huì)改變兩次，因此冷卻液可均勻地分散至冷卻液流場(chǎng)區(qū)的各個(gè)冷卻液流場(chǎng)槽內(nèi)，從而保證燃料電池效率。