[实用新型]一种燃料电池用柔性石墨单极板的滚压生产流水线

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池用柔性石墨单极 板的滚压生产流水线。

背景技术

燃料电池是一种可以高效地将燃料和氧化剂转化为电能的发电装置。发达国 家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料 电池技术的研究与开发，现在已取得了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统 发电机及内燃机而广泛应用于发电机汽车上。燃料电池的高效率、无污染、建设周 期短、易维护以及低成本的潜能将引爆21世纪新能源与环境的绿色革命。

双极板是将单电池串联起来组成电池堆的关键部件，主要起分隔氧化剂和还 原剂以及收集电流的作用，它具有以下特点：良好的阻气功能；导电、导热性能好； 较低的体电阻和接触电阻；耐腐蚀性强；质量轻、强高、适于批量加工等。因此， 双极板不但对电池的体积、重量、成本等影响较大，同时对燃料电池的电性能也有 很大的影响。

现有技术中，双电极的材料多用复合石墨板和金属板。复合石墨板密度小， 质量轻，但其导电性能差，耐高温性能差，易碎，不适合用于大功率的燃料电池。 金属板导电性能高，强度大，可以用较薄的板做成双电极，但其耐腐蚀性能差，电 阻大，导热性差，而且容易污染膜电极，影响燃料电池的寿命，另外，金属板采用 镀膜处理工艺，价格昂贵，成本高。具体如表1所示。

表1复合石墨板和金属板的优缺点比较

现有的工艺都是通过手工操作，将金属板或石墨板裁剪成需要的大小，然后 通过冲压或模压或蚀刻等方式在其表面形成流场，然后将带有流场的单极板黏贴在 一起制成双极板。由于采用手工操作，效率低，劳动强度大，大大增加了燃料电池 的人力成本；同时整个工艺对操作工的要求高，不同的操作者制成的电池堆可能性 能完全不同。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简 单、自动化程度高的燃料电池用柔性石墨单极板的滚压生产流水线。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种燃料电池用柔性石墨单 极板的滚压生产流水线，其特征在于，包括缠绕柔性石墨板原料带的卷式供料机、 滚压辊、滚筒印花机、树脂喷涂机，将从卷式供料机引出的柔性石墨板原料带依次 通过一对滚压辊、滚筒印花机和树脂喷涂机。

使用上述流水线进行生产的方法包括以下步骤：

(1)将柔性石墨板原料带缠绕在卷式供料机上；

(2)将从卷式供料机引出的柔性石墨板原料带通过一对压辊进行滚压，对单 极板原料带进行压实平整，使石墨板表面粗糙度达到0.20μm以内，提高原料的整 体强度，耐腐蚀性能也有所增强；

(3)将压实平整后的柔性石墨板原料带通过滚筒印花机，进行流场的模压， 得到极板带；

(4)将模压好流场的极板带通过树脂喷涂机，在极板带的整个表面涂上树脂 即制得带状的柔性石墨极板。

所述的树脂喷涂机后设有裁剪装置，所述的裁剪装置下方设有用于收集与流转 单电池的流转载体。所得的带状的柔性石墨极板通过裁剪装置剪切成单张的极板， 置于流转载体中待用；

或者，所述的树脂喷涂机后设有收卷辊。将所得带状的柔性石墨极板缠绕在收 卷辊中作为极板卷待用。

所述的卷式供料机的驱动系统与滚压辊的滚压速度同步。

本实用新型所用的原料带均采用柔性石墨，这种材料具有极佳的导热和导电性 能，比金属轻，其性能已在燃料电池公交车、物料管理车上得到充分的验证。此外， 柔性石墨耐腐蚀，有不错的机械性能，易塑形，设计灵活性强，原料来源充足，是 大批量流水线化生产双电极的优良原料。

所述的滚压辊相当于平板压机模压，压力≤3.0MPa。滚压辊分上下两个，中 间有细小的间隙，该间隙的大小即为目标单极板的厚度，因此，当柔性石墨板原料 带通过压辊之后，表面平整，使得后续的模压变得精确。

所述的滚筒印花机采用嵌入式铝制模具，按所需的平面流场制成滚压模具。滚 筒印花机分上下两个滚筒，每个滚筒的表面有流场的模型，当柔性石墨板原料带通 过时，滚筒辊通过流场模型在其表面进行模压，使柔性石墨板原料带的两侧都模压 上流场；并且，两个滚压辊必然是同步运动，且流场模型是相互匹配的，这样才能 保证单极板正反两面的流场是合格的。