[发明专利]燃料电池双极板的制作方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池双极板的制作方法，其特征在于，应用于3D打印装置上，其中，所述装置包括进料机构、成品机构和激光头，所述激光头设置在所述成品机构的正上方，将所述双极板的极板放置在所述成品机构上；将所述双极板的制作原料放入所述进料机构，以使所述进料机构将所述双极板的原料送入所述成品机构上的所述单极板上，并形成预设厚度的原料层；基于所述双极板的预设结构利用所述激光头烧结所述预设厚度的原料层，以形成所述双极板。本发明实施例无需模具，降低了双极板的开发费且周期短，耗材少，可使双极板一次成型，还降低了粘结技术的开发需求。

技术领域

本发明实施例涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池双极板的制作方法。

背景技术

伴随燃料电池技术日趋成熟，作为一种零污染、高效率、将化学能直接转变为电能的发电设备，已经被越来越多的应用于通讯基站、车载动力、分布式电源等领域。伴随着更多应用领域的扩展，更多的需求也随之产生。

燃料电池核心部件膜电极是片状结构。为了使燃料电池的反应物顺利进入、排出，以及使燃料电池的温度得到稳定控制并输出稳定电能，大功率多节燃料电池中均采用双极板实现极板和膜电极的堆叠安装。

其中，双极板处于电化学反应的核心部分，流道设计需要保证流体分配的均匀性，同时需要考虑燃料电池反应生成物例如液态水对进一步反应的影响，此外，电化学腐蚀、高导电、导热率需求等对双极板也提出了很大挑战。

目前燃料电池主流的双极板为石墨双极板和金属双极板。二者的加工方法上有很大区别。石墨双极板一般采用石墨粉和树脂粉末在磨具中混合热压成型、泡沫柔性石墨冲压成型、以及雕刻机在成型后的石墨板上雕刻流道三种方法。金属双极板则采用多道工序的冲压成型，且需要加工后再经过镀层处理以达到防腐的目的。

现有的双极板加工基本都是用模具，对于新开发过程中的双极板，往往因为微小的外观尺寸调整而报废整套磨具，其开发费用高且周期长；雕刻技术的问题在于对材料的损耗较大，一般接近50％。

同时，目前使用的双极板由于制造过程原因无法双极板一次成型，而需要通过两个单极板拼装粘结的方式完成，增加了对粘结技术的开发需求。由此，对燃料电池工作变温范围、水冷腔耐压等带来了限制。

发明内容

本发明提供一种燃料电池双极板的制作方法，以解决现有技术中的至少部分问题。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种燃料电池双极板的制作方法，应用于3D打印装置上，其中，所述装置包括进料机构、成品机构和激光头，所述激光头设置在所述成品机构的正上方，将所述双极板的极板放置在所述成品机构上；将所述双极板的制作原料放入所述进料机构，以使所述进料机构将所述双极板的原料送入所述成品机构上的所述极板上，并形成预设厚度的原料层；基于所述双极板的预设结构利用所述激光头烧结所述预设厚度的原料层，以形成所述双极板。

示例性地，所述双极板为石墨双极板，所述双极板的原料为石墨粉和粘合树脂粉配比成混合粉末，所述基于所述双极板的预设结构利用所述激光头烧结所述预设厚度的原料层，以形成所述双极板包括：循环执行如下步骤，直到烧结形成所述双极板的预设结构，

所述循环执行的步骤包括：

通过所述进料机构将所述石墨粉和粘合树脂粉配比成混合粉末在所述双极板的极板上平铺成预设厚度的原料层；

通过所述激光头烧结位于极板中的石墨粉和树脂粉末配比成混合粉末，以形成粘结。

示例性地，所述双极板为金属双极板，所述双极板的原料为金属粉末，

所述基于所述双极板的预设结构利用所述激光头烧结所述预设厚度的原料层，以形成所述双极板包括：