[发明专利]一种燃料电池双极板和方法

权利要求书

1.一种燃料电池双极板，其特征在于，包括双极板表面(1)，所述双极板表面(1)设有进料口(4)、出料口(5)和流道；

所述流道的流道表面(2)分布多个阵列布置的凹凸复合结构(3)，所述凹凸复合结构(3)为凸起半球状体，且在凸起的圆周设有一圈径向截面为半圆形的凹陷；

所述凹凸复合结构(3)的尺寸参数为：凹坑直径d＝5～200μm，凹坑深度h＝1～60μm，凸起高度H＝1～80μm，凸起形貌平顶直径D＝1～600μm，相邻两个凹凸复合结构中心之间的距离S＝20～1000μm，凹凸复合结构(3)所占流道表面积为流道总表面积的30％～80％。

2.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，所述流道结构为平行直流道结构、蛇形流道结构或波浪形流道结构。

3.根据权利要求2所述的燃料电池双极板，其特征在于，所述流道的形状为平行直流道结构，双极板尺寸参数为：双极板长度50～80mm，双极板宽度为30～60mm，双极板厚度为2～5mm；所述流道尺寸参数为：流道宽度0.8～1mm，流道深度0.8～1mm。

4.根据权利要求2所述的燃料电池双极板，其特征在于，所述流道的形状为蛇形流道结构，双极板尺寸参数为：双极板长度50～80mm，双极板宽度为30～60mm，双极板厚度为2～5mm；所述流道尺寸参数为：流道宽度0.8～1mm，流道深度0.8～1mm。

5.根据权利要求2所述燃料电池双极板，其特征在于，所述流道的形状为波浪形流道结构，双极板的尺寸参数为：双极板长度50～80mm，双极板宽度为30～60mm，双极板厚度为2～5mm；所述流道尺寸参数为：在最宽的流道处，流道宽度0.8～1mm，流道深度0.8～1mm；在最窄的流道处，流道宽度0.6～0.8mm，流道深度0.8～1mm。

6.一种根据权利要求1-5任意一项所述燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，包括通过激光加工成型的方法在双极板的流道表面加工凹凸复合结构(3)的步骤：在双极板的流道表面(2)进行纳秒激光再加工，得到流道表面具有凹凸复合结构(3)的双极板。

7.根据权利要求6所述的燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，所述纳秒激光的参数为：发散角小于1mrad，输出光束质量M²≤4，光斑直径不大于5mm，波长为1064nm，功率为1～400W，单脉冲能量为1～100mJ，脉宽为1～100ns，重复频率为1～100kHz。

8.根据权利要求6所述的燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，包括通过成品模型冲压成型在双极板的流道表面加工凹凸复合结构(3)的步骤：在双极板冲压模具背面进行皮秒激光热加工，产生局部材料气化，利用超声清洗、辉光清洗及溅射清洗对模具进行去毛刺，得到具有凹凸复合结构(3)的燃料电池双极板冲压模具；利用得到的背面具有凹凸复合结构(3)的冲压模具进行冲压成型，得到具有疏水性的燃料电池双极板。

9.根据权利要求8所述的燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，所述皮秒激光热加工的具体参数为：发散角小于0.5mrad，输出光束质量M≤1.3，光斑直径不大于3mm，波长为1064nm，功率为1～50W，单脉冲能量为1～100μJ，脉宽为1～100ps，重复频率为1～10MHz。