[发明专利]一种燃料电池双极板生产方法

说明书

本申请公开了一种燃料电池双极板生产方法，解决现有生产方法成本高、周期长、双极板成型精度低的技术问题。本申请的燃料电池双极板生产方法首先在基板上开孔，该孔作为后续液压胀形步骤的注液孔。将两块基板按照设定的焊接轨迹焊接为一体，焊接轨迹与双极板中的焊线完全重合，焊线将两块基板分隔为设定数量的封闭区域，从而形成“两板三场”的结构。每个封闭区域中均包含至少一个孔，便于后续液压胀形步骤的进行。通过孔向两个基板之间注入液体，进行液压成形，以形成双极板上的流道以及流体出入口处的结构。液压成形后去除基板的多余部位，形成各个流体出入口。本申请采用一体化成形方法，生产成本低、生产效率高并且双极板成型精度高。

技术领域

本申请属于双极板生产方法技术领域，具体涉及一种燃料电池双极板生产方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC，又称氢燃料电池)是一种以氢气为燃料，直接将化学能转换为电能的发电装置。双极板是燃料电池的重要核心部件，起到气体分配、水热管理、收集电流、支撑电堆的作用，双极板包括阴极板和阳极板，阴极板的两侧分别为水场和空气场，阳极板的两侧分别为水场和氢气场。数百片双极板和膜电极进行堆叠，通过两侧的端板施加紧固力，组成燃料电池电堆。

双极板是氢燃料电池的重要部件，起到气体分配、水热管理、收集电流、支撑电堆的作用。目前双极板的常用材料有石墨板、金属板及复合板3大类，金属板不仅易于实现批量生产、降低电堆成本，而且能大幅度提高电堆的体积功率密度，是最有竞争力的双极板材料之一。

常规的金属双极板加工方式一般是先将原材料冲压形成阴极板和阳极板两块单极板，然后通过激光焊接的方式将两块单极板连接在一起，形成“两板三场”的结构，之后通过PVD涂层得到完整的金属双极板,激光焊接线起到连接两片单极板，并分隔氢气、空气及冷却水的作用，防止双极板内气液互串以及电堆外漏。

常规的压力机冲压成型的方式具有加工效率高的优点，但却存在需要模具数量多(一共需要两套模具，阴极板和阳极板各需要一套成形模具)、成型精差的不足，同时通过冲压、焊接、涂层的方式加工金属双极板步骤繁琐，生产效率低下。

综上，现有技术中双极板生产方法存在生产成本高、制备周期长、双极板成型精度低的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种燃料电池双极板生产方法，采用一体化成形方法，生产成本低、生产效率高并且双极板成型精度高。

实现本申请目的所采用的技术方案为，一种燃料电池双极板生产方法，包括如下步骤：

开孔：在两块基板中的至少一块上开孔；

焊接：将两块所述基板按照设定的焊接轨迹进行焊接，以使焊线将两块所述基板分隔为设定数量的封闭区域，且每个所述封闭区域中均包含至少一个所述孔；

液压胀形：通过所述孔对所述基板进行液压成形；

整形：去除所述基板的多余部位，得到双极板。

进一步地，所述将两块所述基板按照设定的焊接轨迹进行焊接，具体包括：

将两块所述基板对齐；采用连续激光焊接的方法，先对外框焊线进行焊接，然后再焊接环绕各个所述孔的内框焊线，焊缝交叉处采用十字交叉式焊缝。

进一步地，在所述开孔步骤之后，所述燃料电池双极板生产方法还包括：对所述孔进行翻边处理，翻边高度为3～5mm，翻边处圆角半径为1～2mm。

进一步地，所述通过所述孔对所述基板进行液压成形，具体包括：

将焊接后的两块所述基板放于液压成形模具中，将所述液压成形模具合模，并确保所述液压成形模具的注液通道与所述孔的翻边对接；

向所述注液通道中注入液体，液体经所述孔进入各个所述封闭区域，进行液压成形。