氫氧燃料電池雙極板種類優(yōu)缺點和設(shè)計要求（課堂PPT）

1、1氫氧燃料電池雙極板種類、優(yōu)氫氧燃料電池雙極板種類、優(yōu)缺點和設(shè)計要求缺點和設(shè)計要求2一般制法一般制法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點石墨板石墨板利用碳粉或石墨粉混合可石墨化樹脂制備1）質(zhì)輕2）耐蝕性好3）導(dǎo)電佳1）脆性物質(zhì)，易造成組裝難度，厚度不易做薄2）一般燒結(jié)成多孔性板，需添加添加物3）石墨化時間長，機械加工難，價格昂貴金屬板金屬板不銹鋼、鈦合金、鋁合金等直接加工而成1）良好的電、熱導(dǎo)體2）機械型質(zhì)佳，強度高3）阻氣性好3）無孔性1）單位密度高，較重2）易發(fā)生腐蝕，需要表面改性復(fù)合板復(fù)合板多層復(fù)合型多層復(fù)合型：以薄金屬為分隔板，有孔薄碳板為流場板，以極薄導(dǎo)電膠粘合復(fù)合材料型復(fù)合材料型：熱塑或熱固性樹脂料混

2、合石墨粉、增強纖維等形成預(yù)制料，并固化、石墨化后成型結(jié)合了石墨板和金屬板的優(yōu)點1）用射出成型，制造快2）重量輕3）抗蝕性佳制作繁瑣1）導(dǎo)電效果較差2）機械性質(zhì)差，組裝不易氫氧燃料電池雙極板種類氫氧燃料電池雙極板種類3雙極板種類雙極板種類石墨板石墨板表面保護的表面保護的金屬雙極板金屬雙極板復(fù)合雙極板復(fù)合雙極板基底材料：基底材料：l鋁l不銹鋼l鈦l鎳表面保護層材料：表面保護層材料：l碳基： 石墨 導(dǎo)電聚合物 類金剛石碳膜l金屬基： 貴金屬 金屬碳化物 金屬氮化物多層復(fù)合型多層復(fù)合型分隔板：分隔板：l不銹鋼l鋁復(fù)合材料型復(fù)合材料型樹脂：樹脂：l熱塑性樹脂（聚偏二氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等）l熱固性樹脂

3、（環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂、乙烯酯等）填料：填料：l碳粉/石墨粉l炭黑l碳化石墨增強纖維：增強纖維：l碳纖維/石墨纖維l纖維素纖維l棉絨流場板：流場板：l石墨粉/碳粉與聚合物/樹脂混合壓制成流場板，通過一定工藝與金屬底板結(jié)合l無孔石墨板 （最常用）（最常用）l膨脹石墨板l柔性石墨板4雙極板材料需要有高的導(dǎo)電性、高的導(dǎo)熱性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低高的導(dǎo)電性、高的導(dǎo)熱性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低透氣性和良好的力學(xué)性能透氣性和良好的力學(xué)性能，具體的設(shè)計要求如下：設(shè)計標準設(shè)計標準要求要求化學(xué)兼容性運行過程中陽極不能產(chǎn)生干擾性氫化物層，陰極不能發(fā)生鈍化耐腐蝕性腐蝕電流密度0.016mA/cm2材料密度5g

4、/cm3電阻率0.01cm2氣密性最大平均氣體透過率1.54kg/cm2電堆能量密度體積1kw/kg (交通工具用）表面粗糙度50um公差0.05mm導(dǎo)熱性良好的導(dǎo)熱性成本材料+制造US $0.0045 cm-25實驗室雙極板性能考察的幾項重要內(nèi)容：實驗室雙極板性能考察的幾項重要內(nèi)容：1）抗腐蝕性抗腐蝕性：確保電池壽命2）導(dǎo)電性導(dǎo)電性：確保電池性能3）機械性質(zhì)機械性質(zhì)：確保組裝時穩(wěn)定性4）氣密性氣密性：避免氣體經(jīng)由雙極板擴散，造成內(nèi)燃燒或材料浪費6抗腐蝕性測試抗腐蝕性測試腐蝕電流密度corrosion current density單位面積的雙極板材料在燃料電池運行環(huán)境中，在腐蝕電位下由于化學(xué)或電化學(xué)作用引起的破壞產(chǎn)生的電流值，單位為A/cm2.7雙極板特性測試方法（摘自雙極板特性測試方法（摘自GB/T 20042.6-2011）8接觸電阻interfacial contact resistance 兩種材料之間的接觸部分產(chǎn)生的電阻，單位是mcm2。 （注：雙極板的接觸電阻主要指雙極板與炭紙之間的接觸電阻）體電阻率bulk resistance 雙極板材料本體的電阻率值，單位是mcm。電阻率測試：電阻率測試：9雙極板特性測試方法（摘自