氫氧燃料電池雙極板種類、優(yōu)缺點和設計要求分析課件

氫氧燃料電池雙極板種類、優(yōu)缺點和設計要求氫氧燃料電池雙極板種類、優(yōu)缺點和設計要求1一般制法優(yōu)點缺點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，價格昂貴金屬板不銹鋼、鈦合金、鋁合金等直接加工而成1）良好的電、熱導體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，需要表面改性復合板多層復合型：以薄金屬為分隔板，有孔薄碳板為流場板，以極薄導電膠粘合復合材料型：熱塑或熱固性樹脂料混合石墨粉、增強纖維等形成預制料，并固化、石墨化后成型結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一般制法優(yōu)點缺點石墨板利用碳粉或石墨粉1）質(zhì)輕1）脆性物質(zhì)，2雙極板種類石墨板表面保護的金屬雙極板復合雙極板基底材料：鋁不銹鋼鈦鎳表面保護層材料：碳基：

石墨導電聚合物類金剛石碳膜金屬基：

貴金屬金屬碳化物金屬氮化物多層復合型分隔板：不銹鋼鋁復合材料型樹脂：熱塑性樹脂（聚偏二氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等）熱固性樹脂（環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂、乙烯酯等）填料：碳粉/石墨粉炭黑碳化石墨增強纖維：碳纖維/石墨纖維纖維素纖維棉絨流場板：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合無孔石墨板

（最常用）膨脹石墨板柔性石墨板雙極板種類石墨板表面保護的金屬雙極板復合雙極板基底材料：表面3雙極板材料需要有高的導電性、高的導熱性、良好的化學穩(wěn)定性、低透氣性和良好的力學性能，具體的設計要求如下：設計標準要求化學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/cm3電阻率<0.01Ωcm2氣密性最大平均氣體透過率<2.0*10-6cm3/scm2（△P=2atm）機械性質(zhì)良好的強度和彈性，允許雙極板制作較薄抗壓強度>1.54kg/cm2電堆能量密度體積<1L/kw，重量>1kw/kg(交通工具用）表面粗糙度>50um公差>0.05mm導熱性良好的導熱性成本材料+制造<US$0.0045cm-2雙極板材料需要有高的導電性、高的導熱性、良好的化學穩(wěn)定性、低4實驗室雙極板性能考察的幾項重要內(nèi)容：1）抗腐蝕性：確保電池壽命2）導電性：確保電池性能3）機械性質(zhì)：確保組裝時穩(wěn)定性4）氣密性：避免氣體經(jīng)由雙極板擴散，造成內(nèi)燃燒或材料浪費實驗室雙極板性能考察的幾項重要內(nèi)容：1）抗腐蝕性：確保電池壽5抗腐蝕性測試腐蝕電流密度corrosioncurrentdensity

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或電化學作用引起的破壞產(chǎn)生的電流值，單位為μA/cm2.抗腐蝕性測試腐蝕電流密度corrosioncurrent6雙極板特性測試方法（摘自GB/T20042.6-2011）雙極板特性測試方法（摘自GB/T20042.6-2011）7接觸電阻interfacialcontactresistance兩種材料之間的接觸部分產(chǎn)生的電阻，單位是mΩ·cm2。（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bulkresistance

雙極板材料本體的電阻率值，單位是mΩ·cm。電阻率測試：接觸電阻interfacialcontactresist8雙極板特性測試方法（摘自GB/T20042.6-2011）雙極板特性測試方