质子交换膜燃料电池金属双极板制造方法综述

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1、万方数据质子交换膜燃料电池金属双极板制造方法综述吴海华，刘富林，李厅，黄川(三峡大学机械与动力学院，湖北宜昌443002)摘要：作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键部件。双极板性能的好坏直接影响电池堆的输出功率和使用寿命。因此寻找性能优良且成本低廉的双极板新材料及其成形方法已成为燃料电池产业化技术研究中的重要课题。金属由于具有高电导率、高热导率、高强度、气密性好以及易加工成形等优点。已引起广大研究者的重视。介绍了几种金属双极板材料及其成形方法。并分析各自优缺点。指出了金属双极板的未来发展方向。关键词：质子交换膜燃料电池；

2、金属双极板；成形方法中图分类号：TM911．4文献标识码：A文章编号：1002-087X(2014)08-1583-04ReviewofformingmethodsofmetallicbipolarplatesforPEMFCWUHai—hua，L1UFu·lin，LITing，HUANGChuan(CollegeofMechanical&PowerEngineering,ChinaThreeGorgesUniversity,YichangHubei443002,cruz)Abstract：AsakeycomponentofP

3、EMFC．bipolarplate‘SperformancedirecUyinfluencesservicelifeandpoweroutputofcelIstack．SoithasbecomeanimportantresearchtopicinthefuelcelIIndustrializationresearchtofindgoodbipolarplatesmaterialwithIOWcostandforminamethod．Metalhasattractedmanyresearchers’a1瞳en付∞becauseo

4、fhighconductivity，highheatconductiVity。highstrength，goodair-tightnessandeasyprocessing．Severalmaterialsandformingmethodsofmetalbipolarplateswereintroduced．andtheadvantageswithdisadvantageswereanalyzed，andthefuturedevelopmentdirectionofmetallicbipolarplatewasproposed

5、．KeyWOrds：PEMFC：metaIlicbipolarplates；formingmethods质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种将化学能转化成电能和热能的装置，具有能量转化效率高、启动迅速、环境友好、工作安静、可靠性高等优点，应用前景广阔，但目前双极板制造成本偏高、体积比功率偏低，严重制约了PEMFC的产业化进程。作为PEMFC关键件，双极板的质量占到整个燃料电池堆的60％80％，占总成本的40％60％【l】。双极板的主要功能是分隔反应气体、均匀导入反应气体、收集并传导电流、支撑膜电极、实现整个燃料电池系统快速散

6、热和排水。为此，双极板应具有良好的导电性能、导热性能、耐腐蚀性能、阻气性能以及一定的机械强度，表l为美国能源部(DOE)提出的车载PEMFC双极板的性能指标。纵观国内外双极板的研究现状，目前主要有石墨板、金属序号性能指标序号性能指标l成本“s·kw-1)<107腐蚀电流，(¨A·cm-2)598透气率／(era3·S。1·锄一2)<2x10—63电导率／(s·啪一1)>1009气孔率／％≤0．124冲击吸收gE／(J·∞1)>40．510肖氏硬度／(H·s-1)48～51阳极表面不应产生氢化物层，

7、5熟传导系数，(w·m-1·K-1)>20ll化学相容性阴极表面不应产生钝化层6比功率／(kW·l‘g-1)4l板和复合材料双极板等三大类材料。与复合材料和石墨双极板相比，金属双极板因具有良好的导电性、导热性、机械加工性、致密性，适合大批量低成本生产，受到PEMFC研究者重视。本文介绍了几种金属双极板材料及其成形方法，并分析各自优缺点，指出了金属双极板的未来发展方向。收稿日期：201年旬1—03基金项目：湖北省教育厅自然科学研究计划项目(B2013173)；三峡大学人才科研启动基金项Iil(

8、KJ20128012)作者简介：吴海华(1耻)。男．M：IP．省人。博士，教授．主要研究方向为复杂产品结构设计及快速嗣造。1金属双极板材料Homung对铁基合金双极板和镍基合金双极板的抗腐蚀性能进行了比较，结果表明两者性能相当，但铁基合金双极板的接触电阻明显高于镍基合金双极板