[发明专利]一种燃料电池的集电板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池的集电板及其制备方法。

背景技术

燃料电池作为一种新型的能量转换装置,以其高效性、环保性、紧凑性等诸多优点被越来越多的人所认可。燃料电池最基本的构造为单电池，主要是将膜电极组件夹于两块双极板、集电板与端板所组成，依上述结构的配置方式堆叠成串联式的电池组，将多个单电池串联即组成燃料电池。其中集电板的功能尤为重要，集电板不但要求有良好的导电性能，还要求有良好的耐电化学腐蚀的性能。

然而，目前的燃料电池集电板大都采用在金属板材上面镀金的方式进行生产集电板，为了增强集电板的机械强度，通常金属板的需要一定的厚度，基本上厚度大都在2-4mm之间，由于金属板过厚会导致整个电堆的重量增加；另外，由于金属板一面镀金，另一面没有处理，也比较光滑，不便于整个电堆的密封，为了达到电堆的密封效果，还需要增加其他的密封材料，为电堆的组装带来了很大的麻烦，不便于电堆的快速组装和自动化生产；再者，由于为了能使电堆的密封效果达到很好，牺牲集电板的散热功能，电堆在大电流放电的时候，电堆局部的温度很难控制并稳定下来。

国内现有的专利中，发明名称为“用于燃料电池的集电板”的专利（申请号：200420120509.1），介绍了一种以印刷电路板为基材的集电板，该集电板的表面上涂有具有导电性质的金属材质、由金属箔制成的集电线路，但该专利并未提出对基材层的材质和厚度、金属材质的选材和厚度以及金属箔层的具体选材厚度提出改进，基材背面没有涂覆层，因此也不具备抗震和背压功能，并且安装拆卸极不方便。

另一发明名称为“集电板及其制作方法”的现有专利（专利号：200510036580.0），介绍了一种集电板包括有集电极基体、镀于集电极基体表面的镍层、镀于镍层表面的金层，但是镍层和金层的厚度较厚，不利于散热，并且该集电极基体由金属材料制成，质量较重，体积较大不便于加工。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种燃料电池的集电板。

技术方案：本发明的一种燃料电池的集电板，包括基材板，所述基材板为非金属基材板，基材板的一侧面上涂覆有涂覆层，基材板的另一个侧面上设有金属箔层，所述金属箔层的表面镀有镀金层。

进一步的，所述金属箔层通过粘贴或镶嵌在所述基材板的一个侧面上，所述镀金层通过电镀、化学镀或真空镀镀在所述金属箔层的表面。

优选地，所述基材板的厚度为0.1～5mm；所述金属箔层的厚度为1～2000μm；所述镀金层的厚度为1～100μm；所述涂覆层的厚度为0.01～3mm。采用上述厚度后，整个集电板相对较薄可以减轻整个电堆的重量。

进一步优选地，所述基材板的厚度为1～3mm；所述金属箔层的厚度为0.1～0.5mm；所述镀金层的厚度为3～6μm；所述涂覆层的厚度为0.5～1mm。在质量轻薄的情况下，减震、密封、散热、导电性能最优。

优选地，所述基材板的材料选自聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、特氟龙、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚酰胺中的任意一种；所述金属箔层的材料选自不锈钢箔、铝箔、铜箔、镍箔、钛箔或银箔中的任意一种；所述涂覆层的材料选自橡胶、硅胶、聚氨酯或聚脲中的任意一种。上述材料的组合，能够满足质轻、绝缘、导热和密封的效果，并且具有一定的弹性起到缓冲抗压和减震的作用，减少震动对电池性能影响。

进一步优选地，所述基材板的材料为环氧树脂或酚醛树脂；所述金属箔层的材料为铜箔或镍箔；所述涂覆层的材料为硅胶。制备的燃料电池的集电板质量轻薄，绝缘导热性能最佳，具有优良的弹性及缓冲抗压作用，最大限度减少外界震动对电堆性能的影响。能够为起到良好的集电功能，又能够节省材料和生产成本。

上述硅胶进一步优选采用无色透明硅胶，在与相似产品的比较下，该硅胶具有更好的密封及压力缓冲作用，且价格合理。

本发明还公开了一种燃料电池的集电板的制备方法，包括以下步骤：

（1）在非金属基材板的一个侧面上粘贴或者镶嵌金属箔层；

（2）在金属箔层的表面镀上镀金层；

（3）在非金属基材板的另一个侧面上涂覆涂覆层。

有益效果：本发明的一种燃料电池的集电板，与现有技术相比具有以下优点：