双极板的类型和涂层有哪些？
发布时间：
2021-11-24 09:31
双极板是PEMFC电堆的重要组成部分，约占总质量的70％，价格的30％。根据双极板材料的不同，可分为石墨双极板、金属双极板和复合双极板。石墨及其复合材料具有高脆性、高透气性和高成本。相比之下，金属双极板具有更高的强度、更好的成形性、抗冲击性和更低的透气性。
对国内外一些厂家生产的车用质子交换膜燃料电池堆的体积功率密度和双极板类型进行了分类。根据不同的适用型号和功率，PEMFC电堆可分为三类：高功率、中功率和低功率。
金属双极板由于在超薄状态下具有良好的成形性，在大功率堆中得到了广泛的应用。石墨双极板和复合双极板通常用于中低功率堆。
常用的双金属板包括不锈钢、铝合金、钛合金和泡沫金属。不锈钢以其良好的力学性能和低廉的成本在许多金属材料中得到了广泛的应用。虽然不同不锈钢中元素的比例可能不同，但元素的种类大致相同，包括铁、镍、锰、铬、铜、钼等。非金属元素如C、N、P、S、Si。
金属双极板的导电性和耐久性受表面形态和结构的影响。在恶劣的工作环境中，金属双极板可能出现表面腐蚀和钝化。由于钝化膜可以保护膜下金属免受进一步腐蚀，许多早期的质子交换膜燃料电池直接使用不锈钢、铝、钛、镍等易形成钝化膜的材料作为双极板。
然而，钝化膜改变了双极板和扩散层的表面形貌，导致界面接触电阻增加，从而降低了输出功率，且ICR随着钝化膜厚度的增加而增加。因此，目前的研究主要集中在金属双极板的涂层上，它是根据涂层的成分组成的。
涂层可分为金属涂层、非金属涂层和复合涂层。金属涂层由金属氮化物涂层、金属碳化物涂层、金属氧化物涂层和其它金属涂层（如贵金属涂层、合金涂层等）组成。
金属镀层具有良好的导电性和化学稳定性，但目前贵金属镀层等高成本镀层的应用较少。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，但也存在一些涂层耐磨性低、易脱落的问题。
该复合涂层结合了金属涂层和非金属涂层的优点。在一定耐蚀性的基础上，可以保持良好的导电性，但掺杂的金属离子也会影响涂层的表面微观结构。涂层处理方法可分为电镀、化学镀、气相沉积、热处理、离子注入和喷涂。相同成分的涂料的导电性和耐久性将受到不同方法的影响。
关键词：
抗冲击性,更低的透气性
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