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創(chuàng)闊科技為您介紹燃料電池雙極板的作用結構及制造流程

發(fā)布日期:2023-03-07 08:35:23 瀏覽:427

燃料電池的工作原理和結構


燃料電池是通過氫和氧在燃料電池電爐內發(fā)生化學反應,將化學能轉化為電能的裝置。與傳統(tǒng)內燃機不同,燃料電池的電力來自氫和氧的電化學反應,與燃燒無關,產物是水。因此,燃料電池是零排放、高效率、具有低噪音等優(yōu)點。

燃料電池組通常是將多個燃料電池單元串聯(lián)疊加組合而成,而燃料電池單元主要是將兩個核心部件的正極板和膜電極串聯(lián)組合而成。燃料電池的工作原理和電池結構如下:

燃料電池電堆工作原理

燃料電池單元結構:雙極板和膜電極


燃料電池組的工作原理


燃料電池單元結構:正極板和薄膜電極

燃料電池雙極板的作用和結構特點

雙極板的成本占電爐的20%~40%左右。雙極板在燃料電池的電堆中主要起到分配反應氣體、導熱和支撐膜電極的作用,是燃料電池的骨架和基礎。

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一般來說,正極板由進出口、分流區(qū)及分流反應區(qū)組成,其中進出口將氫氣、氧氣/空氣和冷卻液引入雙極板,為電化學反應提供工業(yè)物質,通過冷卻液調節(jié)反應溫度,分流區(qū)主要為氫氣、將氧氣/空氣和冷卻液均勻分配到流場反應區(qū)的流道中,保證電化學反應的一致性。提供氧氣/空氣。帶上反應產物,與電子進行反應熱傳導,對結構的一致性要求很高。一般的正極板結構圖如下:

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普通燃料電池正極板結構


雙極板的性能要求很高,從性能上看,雙極板材料是電和熱的良導體,具有良好的強度及氣體致密性等,要求雙極板在燃料電池的強酸性、強電位、高濕熱工作環(huán)境中穩(wěn)定運行。

從加工性和經濟性的角度來看,雙極板易于加工,材料和制造成本低,目前車用燃料電池組一般需要將300-500個雙極板疊裝在一起。

不同材質的雙極板的特點及代表性電爐制造商

金屬正極板工藝圖

金屬雙極板產品的生產工藝主要包括沖壓階段、焊接階段、電鍍階段和密封階段,主要工藝如下:

6.png

具體生產流程如下:

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主要生產工藝概述如下:

單極板沖壓:通過沖壓模具在金屬薄板線圈上制造油場、三鋼球及輔助結構。

剪裁邊:通過裁剪模具來去除剪裁邊、孔所需的材料段。

雙極板焊接:使用高速激光焊接系統(tǒng)將兩個單極板焊接成雙極板,該技術主要使用激光焊接焊接部位實現(xiàn)連接。

二極板清洗:用純水對金屬二極板表面進行超聲波清洗,去除金屬二極板表面的雜質,提高表面清潔度,為沉積鍍層做技術準備。

陽極板電鍍:在真空電鍍系統(tǒng)內,利用磁控濺射方法在陽極板表面制備導電耐蝕涂層。

雙極板包裝:通過自動包裝裝置在雙極板表面形成預成型的粘合層,放置密封件并定位,利用粘合層實現(xiàn)雙極板與密封件的連接。

電阻檢測:通過接觸電阻檢測裝置檢測正極板的導電性。

氣密性檢測:密封完成后,使用氣密性檢測設備對雙極板氫室、氧氣/空氣室及冷卻液室進行泄漏檢測,檢測氣密性狀態(tài)。

配送:外觀檢查,生成配送報告,完成配送準備。


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