氫氧燃料電池雙極板種類、優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求分析課件

氫氧燃料電池雙極板種類、優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求氫氧燃料電池雙極板種類、優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求1一般制法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)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(dǎo)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(jié)成多孔性板，需添加添加物3）石墨化時(shí)間長，機(jī)械加工難，價(jià)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(dǎo)體2）機(jī)械型質(zhì)佳，強(qiáng)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(fù)合板多層復(fù)合型：以薄金屬為分隔板，有孔薄碳板為流場板，以極薄導(dǎo)電膠粘合復(fù)合材料型：熱塑或熱固性樹脂料混合石墨粉、增強(qiáng)纖維等形成預(yù)制料，并固化、石墨化后成型結(jié)合了石墨板和金屬板的優(yōu)點(diǎn)1）用射出成型，制造快2）重量輕3）抗蝕性佳制作繁瑣1）導(dǎo)電效果較差2）機(jī)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(diǎn)缺點(diǎn)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(hù)的金屬雙極板復(fù)合雙極板基底材料：鋁不銹鋼鈦鎳表面保護(hù)層材料：碳基：

石墨導(dǎo)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(fù)合型分隔板：不銹鋼鋁復(fù)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(qiáng)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(jié)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(hù)的金屬雙極板復(fù)合雙極板基底材料：表面3雙極板材料需要有高的導(dǎo)電性、高的導(dǎo)熱性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低透氣性和良好的力學(xué)性能，具體的設(shè)計(jì)要求如下：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求化學(xué)兼容性運(yùn)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(jī)械性質(zhì)良好的強(qiáng)度和彈性，允許雙極板制作較薄抗壓強(qiáng)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(dǎo)熱性良好的導(dǎo)熱性成本材料+制造<US$0.0045cm-2雙極板材料需要有高的導(dǎo)電性、高的導(dǎo)熱性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低4實(shí)驗(yàn)室雙極板性能考察的幾項(xiàng)重要內(nèi)容：1）抗腐蝕性：確保電池壽命2）導(dǎo)電性：確保電池性能3）機(jī)械性質(zhì)：確保組裝時(shí)穩(wěn)定性4）氣密性：避免氣體經(jīng)由雙極板擴(kuò)散，造成內(nèi)燃燒或材料浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)室雙極板性能考察的幾項(xiàng)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(yùn)行環(huán)境中，在腐蝕電位下由于化學(xué)或電化學(xué)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