[发明专利]一种表面改性的钛双极板及其制备方法和在质子交换膜燃料电池中的应用在审
| 申请号： | 202110960686.9 | 申请日： | 2021-08-20 |
| 公开（公告）号： | CN113675419A | 公开（公告）日： | 2021-11-19 |
| 发明（设计）人： | 严义刚;李涛;陈云贵 | 申请（专利权）人： | 四川大学 |
| 主分类号： | H01M8/0228 | 分类号： | H01M8/0228;H01M8/0217;H01M8/0206;C23C14/32;C23C14/06;C23C14/02 |
| 代理公司： | 重庆强大凯创专利代理事务所(普通合伙) 50217 | 代理人： | 陈雍 |
| 地址： | 610227 *** | 国省代码： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 表面 改性 极板 及其 制备 方法 质子 交换 燃料电池 中的 应用 | ||
1.一种表面改性的钛双极板，其特征在于：包括钛基体以及钛基体表面的Ti1-aCraNxOy单层镀层；其中，0≤a≤1，0.90≤x≤0.94，0.06≤y≤0.09。
2.根据权利要求1所述的一种表面改性的钛双极板，其特征在于：所述单层Ti1-aCraNxOy镀层的厚度为1.0-2.8μm。
3.根据权利要求2所述的一种表面改性的钛双极板，其特征在于：所述钛基体为27×27×0.1mm的纯钛片。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种表面改性的钛双极板的制备方法，其特征在于：包括以下依次进行的步骤：
S1：对钛基体进行超声清洗，获得预处理后的钛基体；
S2：对预处理后的钛基体进行溅射清洗，获得待镀膜的钛基体；
S3：采用多弧离子镀技术在待镀膜的钛基体表面沉积单层Ti1-aCraNxOy镀层。
5.根据权利要求4所述的一种表面改性的钛双极板的制备方法，其特征在于：在S2中，将预处理后的钛基体放入反应腔体中，调节反应腔体的真空度为4.0×10-3Pa；然后在反应腔体中通入氩气，并保持反应腔体内的压力为1Pa；溅射清洗的基底直流偏压为-250V，时间为30min，靶材弧电流为80A。
6.根据权利要求5所述的一种表面改性的钛双极板的制备方法，其特征在于：在S3中，在待镀膜的钛基体表面沉积单层Ti1-aCraNxOy镀层的方法为：向反应腔体中通入氮气，保持反应腔体中的压力为3Pa；使用钛靶和/或铬靶为靶材，控制弧电流为120A、基底直流偏压为-80--120V、溅射时间为120min。
7.根据权利要求6所述的一种表面改性的钛双极板的制备方法，其特征在于：在S3中，基底直流偏压为-100V。
8.根据权利要求7所述的一种表面改性的钛双极板的制备方法，其特征在于：当单层Ti1-aCraNxOy镀层含有Ti和Cr两种元素时，在S3中使用钛靶和铬靶为靶材，钛靶与待镀膜的钛基体之间的距离为185-205mm，铬靶与待镀膜的钛基体之间的距离为255-183mm。
9.根据权利要求8所述的一种表面改性的钛双极板的制备方法，其特征在于：在S1中，先后使用丙酮和无水乙醇为清洗介质对钛基体进行超声清洗。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的一种表面改性的钛双极板在质子交换膜燃料电池中应用。
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