[发明专利]燃料电池金属双极板超导电超耐蚀的功能涂层及制备方法

摘要

本发明涉及燃料电池功能涂层技术领域，尤其是一种燃料电池金属双极板超导电超耐蚀的功能涂层及制备方法。一种燃料电池金属双极板超导电超耐蚀的功能涂层，涂层包含自愈合层、超耐蚀层以及可选择性沉积的超导电层。这种燃料电池金属双极板超导电超耐蚀的功能涂层以提升燃料电池金属极板使用寿命为前提。本发明所涉及的一种燃料电池金属双极板超导电超耐蚀涂层材料拥有在使用过程中使得针孔自动填充的能力，因此无需设计规避针孔用反复循环的多层结构，同时涂层具有超耐蚀及超导电的成分设计，可以在无需添加贵金属的前提下达到比现有技术更低的接触电阻和腐蚀电流密度，极大降低了金属极板的处理成本。

主权项

1.一种燃料电池金属双极板超导电超耐蚀的功能涂层，其特征是，涂层包含自愈合层（2）、超耐蚀层（3）以及可选择性沉积的超导电层（6），该功能涂层从上往下依次为超导电层（6）、超耐蚀层（3）、自愈合层（2）以及基体（1）；自愈合层（2）在基体（1）外侧，具有30nm‑500nm的涂层厚度，且自愈合层（2）在涂层使用过程中会在针孔或机械性损伤处（7）自动形成氧化填充物（8），由于暴露在外而易于与氧发生反应，自动形成氧化填充物（8），所形成的氧化填充物（8）具有较好的耐蚀性能和较好的导电能力，从而阻止腐蚀反应的进一步发生；自愈合层（2）由钛合金和钨合金组成，钛合金包含钛与钒、钽、镍、铬、锆中的一种或多种，其中钛含量为30wt%‑80wt%；钨合金包含钨与钛、钒、铌、铬、锆中的一种或多种，其中钨含量为5wt%‑80wt%；超耐蚀层（3）包括氧化物层（4）和氮化物层（5），其中，氧化物层（4）在自愈合层（2）外侧，氮化物层（5）在氧化物层（4）外侧，氧化物层（4）为钨合金组分构成的氧化物，钨合金包含钨与钛、钒、铌、铬、锆中的一种或多种，其中钨含量为5wt%‑80wt%，氮化物层（5）包含钨合金或钛合金或两者混合组分的氮化物，钛合金包含钛与钒、钽、镍、铬、锆中的一种或多种，其中钛含量为30wt%‑80wt%；钨合金包含钨与钛、钒、铌、铬、锆中的一种或多种，其中钨含量为5wt%‑80wt%；超导电层（6）在氮化物层（5）的外侧，超导电层（6）由石墨烯和石墨组成，其中石墨烯含量为2%‑10%。