[发明专利]一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法

说明书

一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法，属于燃料电池技术领域。由依次配合连接的金属阴阳极单极板成型系统、双极板制程系统、镀膜系统和测漏系统四个子系统构成。上述一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法，实现了燃料电池用金属双极板的工业批量生产及检测，完成金属双极板由实验室到工业生产的转化，通过工业批量生产及对生产过程的系统管控，达到产品质量的一致性，提高生产效率，降低劳动强度，降低制造成本，实现双极板的商品化，规模化制造。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体为一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种电化学能量转化装置，可将氢气燃料中的化学能直接转化为电能，唯一产物为水，具有高效，环保，高功率密度，响应迅速等优点，被公认为理想车用动力源。

燃料电池结构简单，核心部件是双极板和膜电极。双极板按材料体系主要分为两类，即金属双极板和石墨双极板。目前我国市场上车用燃料电池电堆以石墨板为主，这类双极板以尺寸精度高，结构稳定性好，流道易于细密化，材料化学稳定性高，氢气、空气、制冷剂三腔结构可以独立设计，寿命与可靠性等优势，为当前燃料电池双极板的主流。但受制于厚度，重量，加工工艺，热容等劣势，石墨板电堆在比功率密度，量产成本，低温启动等方面无法满足乘用车要求。

金属双极板具有类似石墨双极板的高导电，导热能力；更好的机械强度，阻气能力和抗冲击能力，使双极板更薄更轻，大幅度提高比功率密度；以更少的工序和成熟的量产工艺大幅降低量产成本；大幅降低的热容使金属板具备更强的低温启动能力。金属板在成型细密化，残余应力控制，耐蚀性，设计自由度等方面的劣势也已经得以解决。在金属成型方面通过模压，液压，高速热成型等工艺已经解决了流道细密化和平整度问题，成本也大幅下降；在金属板防腐镀层方面，已取得突破，材料问题不再是金属板电堆寿命的短板；在结构上已趋于成熟，通过合理设计有效规避金属板固有的结构缺陷。

金属双极板以其比功率密度，低温启动能力，量产成本等优势，在进一步确认金属薄板成型，表面镀层寿命等关键技术突破的基础上，将成为燃料电池汽车的必然选择。

现在学术界对双极板的材料、流道设计、表面镀膜的研究较多，对金属双极板的生产方法及生产系统的研究较少，为实现金属双极板的工业化生产，本专利对金属双极板的工业化生产方法及生产系统进行广泛地研究，并对其进行适当地阐述。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统及方法的技术方案，该方法实现了燃料电池用金属双极板的工业批量生产及检测，通过工业批量生产及对生产过程的系统管控，达到产品质量的一致性，提高生产效率，降低劳动强度，降低制造成本，实现双极板的商品化，规模化制造。

所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于：由依次配合连接的金属阴阳极单极板成型系统、双极板制程系统、镀膜系统和测漏系统四个子系统构成。

所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的金属阴阳极单极板成型系统由依次安装在一条生产线上的卷材放卷供料装置、板材表面预处理装置、板材在线检测装置、阴阳极单极板成型装置、阴阳极单极板取料整理检测装置、 废料回收装置连接构成。

所述的一种燃料电池用金属双极板的工业批量生产系统，其特征在于所述的双极板制程系统和镀膜系统采用焊接制程工艺时，所述双极板制程系统由依次安装在生产线上的阴阳极单极板预处理装置、阴阳极单极板供料定位装置、流场合成装置、拆模下料装置连接构成；所述镀膜系统由依次安装在生产线上的镀膜预处理装置、镀膜工艺装置和镀后检测装置连接构成；