[发明专利]一种基于PEMFC燃料电池金属双极板碳基薄膜镀膜设备

说明书

本发明公开了基于PEMFC燃料电池金属双极板碳基薄膜镀膜设备，包括真空腔室、离子束清洗源和碳基薄膜磁控溅射源，具有可启闭装配的室门；真空腔室内具有转架以及设置于转架上用于定位待镀的燃料电池双极板的夹具，离子束清洗源用于发射离子束起弧辉光放电对清洁燃料电池双极板的待镀面进行清洁及改性，碳基薄膜磁控溅射源用于产生电磁场结合镀膜工艺气体产生辉光，并轰击附着于燃料电池双极板表面形成膜层。利用IONBEAM离子束对金属双极板进行表面清洗及表面改性的之后利用磁控溅射碳基薄膜镀膜源对金属双极板进行碳基薄膜镀膜，利用碳基薄膜膜层的特性即：高导电性、致密性、抗腐蚀性能好、摩擦系数小等优点，从而提高金属双极板的导电性、及使用寿命。

技术领域

本发明涉及真空离子镀膜技术领域，尤其涉及一种基于PEMFC燃料电池金属双极板碳基薄膜镀膜设备。

背景技术

燃料电池是一种新型化学发电装备，通过电化学反应将不同电解质燃料的化学能转化为电能，是继水力发电、热能发电和原子能发电的第四种发电技术，被认为是21世纪首选的洁净、高效的发电技术。燃料电池主要的原料为氢气、酒精、生物质气这一类气体。而氢燃料电池，也就是质子交换膜燃料电池PEMFC或PEM燃料电池，是世界各国争先发展的新能源,目前我国PEMFC燃料电池核心技术与国际先进水平存在的差距主要表现在燃料电池的体积、质量、功率密度、寿命、电池成本等，而双极板亦是电池组中体积最大质量最重的核心部件之一，所以双极板质量的好坏将直接制约燃料电池堆输出功率的大小和使用寿命。

调查表明，燃料电池做为新能源应用领域之广是不可估量的，使用数量也更为惊人。据相关调查表明仅在新能源汽车行业2020年-2025年是新能源汽车的关键年，有关预估2025年中国燃料电池汽车规模将达到5-10万辆，则燃料电池市场前景可观。

那么如何才能提高燃料电池双极板的使用寿命是当下最迫在眉睫之趋，因此，研究燃料电池双极板表面涂层改性技术、提高双板板表面导电性和搞腐蚀性能，亦是提高燃料电池输出寿命，对于推动燃料电池双极板的商业化使用，具有重要的理论和实际应用价值。

发明内容

为解决上述背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种基于PEMFC燃料电池金属双极板碳基薄膜镀膜设备。

本发明采用以下技术方案实现：一种基于PEMFC燃料电池金属双极板碳基薄膜镀膜设备，包括：

底座；

真空腔室，其支撑于所述底座上，具有可启闭装配的室门；所述真空腔室内具有转架以及设置于所述转架上用于定位待镀的燃料电池双极板的夹具；

离子束清洗源，其设置于所述真空腔室上，用于发射离子束起弧辉光放电对清洁燃料电池双极板的待镀面进行清洁及改性；以及

碳基薄膜磁控溅射源，其设置于所述真空腔室上，用于产生电磁场结合镀膜工艺气体产生辉光，并轰击附着于燃料电池双极板表面形成膜层。

作为上述方案的进一步改进，还包括抽气装置，所述抽气装置包括机械泵组、分子泵、主管道A组和主管道B组，所述机械泵组安装于所述底座上，所述主管道A组一端连通于所述机械泵组输入端，另一端连通于所述真空腔室内部，所述主管道B组一端连通于所述主管道A组，另一端通过角阀与所述分子泵相输入端连通。

作为上述方案的进一步改进，还包括用于预加热所述真空腔室内燃料电池双极板的加热装置，所述加热装置包括设置于所述真空腔室内的多个加热棒和温度传感器。

作为上述方案的更进一步改进，多个所述加热棒均固定于所述真空腔室内侧壁上，且多个所述加热棒沿所述转架的周向间隔分布；所述加热棒呈弧形立状间隔均匀布置。

作为上述方案的进一步改进，还包括进气系统装置，所述进气系统装置设置于所述底座上，用于注入镀膜工艺气体至所述真空腔室。