双极板涂层是怎么回事？相关知识介绍
发布时间：
2022-12-06 11:55
双极板涂层是怎么回事？相关知识介绍。
双极板根据材质不同可分为石墨双极板、金属双极板和复合双极板。需要注意的是，双极板一般工作在强酸环境中。在这样的环境下，金属很难长时间工作。在强酸环境下，双极板性能会衰减甚至穿孔，严重时会损坏电堆。
因此，金属双极板的耐蚀性是发展过程中不可回避的重要问题。除了钝化膜和改善材料的微观结构外，双极板涂层也是一种有效的改性方法。表面改性方法主要包括物理气相沉积PVD、化学气相沉积CVD、电镀和化学镀。
金属双极板涂层的主要有贵金属涂层、金属氮化物涂层和碳基涂层。
贵金属双极板涂层的主要特点是：化学稳定性好；优异的导电性；成本高，商业化难度大；常用电镀沉积或离子注入。
金属氮化物双极板涂层的主要特点是：与贵金属涂层相比，采用非贵金属Cr、Nb及其氮化物作为涂层金属；成本低；优异的导电性和耐腐蚀性；制备简单，易于生产；PVD；经常被使用；涂层中容易出现气孔，导致点蚀；是目前应用很广泛的。
碳基双极板涂层的主要特点是：一种新型涂料；成本低；碳沉积常用PVD或CVD它代表了一种涂料的发展方向。
金属双极板的导电性和耐久性受到表面形态和结构的影响。在恶劣的工作环境中，金属双极板可能会出现表面腐蚀和钝化。由于钝化膜可以保护膜下的金属不被进一步腐蚀，早期的PEMFC很多都是直接使用不锈钢、al、Ti、Ni等容易形成钝化膜的材料作为双极板。
但钝化膜改变了双极板和扩散层的表面形貌，导致界面接触电阻(ICR)增大，输出功率下降。ICR随着钝化膜厚度的增加而增加，因此根据涂层的元素组成，目前的研究主要集中在金属双极板涂层上。
双极板涂层具有优良的导电性和化学稳定性，但有些涂料成本较高，如贵金属涂料，现已很少使用。非金属涂层包括石墨基涂层和导电聚合物涂层，具有制备简单、成本低的特点，但部分涂层也存在耐腐蚀性差、易脱落的问题。
复合双极板涂层结合了金属涂层和非金属涂层的优点，在具有一定耐蚀性的基础上能保持良好的导电性，但掺杂的金属离子也会影响涂层的表面微观结构。涂层加工方法可分为电镀、化学镀、气相沉积、热处理、离子注入和喷涂。相同组成的涂层的导电性和耐久性会受到不同方法的影响。
关键词：
双极板涂层