[发明专利]一种燃料电池金属双极板冲压模具及冲压方法

说明书

本申请涉及一种燃料电池金属双极板冲压模具及冲压方法，包括：第一工位上模架，所述第一工位上模架的底面设有一次上成型面；第三工位下模架，所述第三工位下模架的顶面设有二次下成型面；第二工位中模架，所述第二工位中模架位于第一工位上模架和第三工位下模架之间；所述第二工位中模架的顶面设有与一次上成型面配合的一次下成型面，所述第二工位中模架的底面设有与二次下成型面配合的二次上成型面。本申请的冲压模具一次冲压动作即可冲压成型金属双极板预制件和金属双极板成品件，极大地提高了金属双极板的冲压效率。且各金属双极板均由两次冲压成型，增加金属双极板刚性，降低回弹，提高金属双极板产品合格率。

技术领域

本申请涉及燃料电池金属双极板生产设备技术领域，特别涉及一种燃料电池金属双极板冲压模具及冲压方法。

背景技术

氢燃料电池技具有无噪音、零排放、续驶里程长、动力性高、低温正常工作、燃料加注时间短等显著优点。一个燃料电池堆由膜电极组件、双极板和端板等构成。双极板的主要功能是分隔反应气体、均匀导入反应气体、收集并传导电流、支撑膜电极、实现整个燃料电池系统快速散热和排水。为此，双极板应具有良好的导电性能、导热性能、耐腐蚀性能、阻气性能以及一定的机械强度，双极板的性能好坏直接影响电池堆的输出功率和使用寿命。

燃料电池由一双极板、一膜电极、一双极板交替组成。双极板在其中的作用有：分隔燃料、氧化剂、冷却液；输送燃料(H₂)和空气(O₂)至电极，参与电化学反应；收集电流并传导；支撑膜电极，依次连接单电池进而组成电堆；分配冷却液至冷却腔，排出反应产生的热量；排出反应产生的水等。双极板是质子交换膜燃料电池的核心部件之一，具有良好的阻气性、导电性和导热性；双极板主要包括金属双极板(由金属材料制成)、石墨双极板(由石墨材料制成)和复合双极板(由金属-石墨复合材料制成)。

金属双极板易加工，适合大批量生产，金属双极板的成型工艺主要包括冲压成型、铸造成型、电化学刻蚀、微细电火花铣削等多种加工工艺。其中，精密冲压成型因具有生产效率高、成本低、成型精度高等优点，成为金属双极板的主要制造工艺。

金属双极板的制备方案只要包括以下步骤：落料→预成型→成型→修边冲孔→焊接→气密性检测→涂层。一张金属双极板是由一片阴极板和一片阳极板焊接而成，通常阳极板和阴极板共用一套预成型模具，然后各自有一套终成型模具来生产。但现有金属双极板的制备工序为预成型，阳极板成型，阴极板成型共三批次冲压，导致效率不高，且产品质量不稳定，废品率高。

发明内容

本申请实施例提供一种燃料电池金属双极板冲压模具及冲压方法，以解决相关技术中现有金属双极板的制备工序为预成型，阳极板成型，阴极板成型共三批次冲压，导致效率不高的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种燃料电池金属双极板冲压模具，包括：

第一工位上模架，所述第一工位上模架的底面设有一次上成型面；

第三工位下模架，所述第三工位下模架的顶面设有二次下成型面；

第二工位中模架，所述第二工位中模架位于第一工位上模架和第三工位下模架之间；

所述第二工位中模架的顶面设有与一次上成型面配合的一次下成型面，所述第二工位中模架的底面设有与二次下成型面配合的二次上成型面。

本申请的燃料电池金属双极板冲压模具设置了上下分布的第一工位上模架和第三工位下模架，且在第一工位上模架和第三工位下模架之间设置了第二工位中模架。

第二工位中模架与第一工位上模架合模后能够冲压成型金属双极板预制件，第二工位中模架与第三工位下模架合模后能够冲压成型金属双极板成品件。

冲压模具一次冲压动作即可冲压成型金属双极板预制件和金属双极板成品件，极大地提高了金属双极板的冲压效率。且各金属双极板均由两次冲压成型，增加金属双极板刚性，降低回弹，提高金属双极板产品合格率。