[发明专利]一种燃料电池用金属双极板及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用金属双极板，其特征在于，包括不锈钢基板及其表面改性层，所述表面改性层包括附着在不锈钢基板表面的连续绝缘层和不连续导电颗粒；所述连续绝缘层选自化学钝化层、二氧化钛层、氧化锡层和类金刚石层的任意一种或两种；所述不连续导电颗粒选自氮化铬、碳化铬、碳化钨、铂和金的任意一种；所述化学钝化层是将不锈钢基板浸泡在30％的硝酸溶液中钝化制得。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用金属双极板，其特征在于，所述连续绝缘层为化学钝化层和二氧化钛层，或化学钝化层和氧化锡层。

3.根据权利要求1所述的燃料电池用金属双极板，其特征在于，所述连续绝缘层的厚度为135～270nm。

4.一种权利要求1至3任意一项所述的燃料电池用金属双极板的制备方法，其特征在于，先在不锈钢基板表面制备连续绝缘层，再采用等离子体喷涂方法向不锈钢基板喷射耐腐蚀导电熔融体，所述耐腐蚀导电熔融体穿透连续绝缘层在不锈钢基板表面结晶形成不连续导电颗粒。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将沉积连续绝缘层的不锈钢基板预热后置于真空腔室中，将等离子喷枪放置在与不锈钢基板垂直位置，通过氩气或氩气与氢气携带表面熔融的耐腐蚀导电颗粒向不锈钢基板喷射，所述等离子喷枪的喷嘴与不锈钢基板的水平距离为50～120mm，气体流量为30～150L/min，喷枪移动速度为3～40mm/行程，喷涂功率为15～30kW，喷涂时间为120～350s，得到不连续导电颗粒。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述不连续导电颗粒的粒径为0.3～10μm。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述连续绝缘层采用化学钝化、真空薄膜沉积、超声喷雾薄膜沉积和高温渗氮的任意一种或两种方法制备而成。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，若在不锈钢基板表面沉积二氧化钛层或氧化锡层，则先沉积化学钝化层；

若在不锈钢基板表面沉积类金刚石碳类膜，则先预镀一层碳化铬层。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在制备连续绝缘层前，将不锈钢基板进行去油脂和去除自钝化膜处理，先在乙醇中进行超声清洗以去除油脂，再用体积比为10：1的硫酸和氢氟酸混合酸液清洗，以去除不锈钢基板表面的自钝化膜，最后用去离子水清洗不锈钢基板表面的酸液，吹干后在氮气气氛下保存。