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2021年05月燃料電池全球?qū)@O(jiān)控報告解讀

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,存在翹曲的問題。如圖所示,當向上、下模施加高壓來將隔板夾緊時,隔板加壓部會發(fā)生塑性變形;當橡膠材料因注射壓力向下擠壓時,隔板返回平坦狀態(tài)。但將隔板從成型模具中取出,隔板會因反彈而發(fā)生翹曲。若在隔板翹曲的情況下進行電堆組裝,則難以進行定位,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。

專利info | 燃料電池領(lǐng)域全球?qū)@O(jiān)控報告(2021年05月)

基于此,豐田公司通過改進成型模具設(shè)計,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肋33a、33b,通過加強肋提升隔板本體剛性,防止從成型模具取出隔板時,隔板因反彈而發(fā)生翹曲。

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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,該結(jié)構(gòu)雖簡單且容易加工,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;诖耍诟呖撇捎谩胺峙潼c陣+直流道結(jié)構(gòu)”的冷卻流場結(jié)構(gòu)來有效保證雙極板電化學反應區(qū)域的冷卻效果,同時可避免電堆組裝時因壓差過大導致冷卻液外泄的問題。

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3.1.3 上海治臻 CN112795886A 金屬雙極板導電耐蝕預涂層制備

為了提高金屬雙極板的導電性和耐蝕性,通常會在金屬基材上涂覆導電耐蝕涂層。為了提高導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,由于金屬薄板應變較大,涂覆有過渡層的導電耐蝕涂層可能會發(fā)生開裂現(xiàn)象,甚至從金屬基材上剝離。基于此,上海治臻提出了一種用于金屬雙極板成型的導電耐蝕預涂層,通過在金屬基材表面上依次涂覆離子注入層、界面擴散層以及表面導電層來改善結(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。

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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

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槽,另一側(cè)面設(shè)有供冷卻液通過的冷卻液流場槽。氣體進入氣體流場槽前或冷卻液進入冷卻液流場槽前,會先經(jīng)過對應的分配區(qū)。但現(xiàn)有分配區(qū)并不能十分均勻地對氣體和冷卻液進行分配,從而導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,該雙極板氣體流場區(qū)包括多條氣體流場槽,氣體分配區(qū)和氣體流場區(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,因而不會改變氣體的流動方向,同時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區(qū)的冷卻液流場槽連通,且該冷卻液分配槽中相鄰的兩個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改變兩次,因此冷卻液可均勻地分散至冷卻液流場區(qū)的各個冷卻液流場槽內(nèi),從而保證燃料電池效率。

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