雙極板

作用於隔絕電池氣室的零件

雙極板又稱集流板,是燃料電池重要部件之一。具有下述功能與性質:分隔燃料與氧化劑,阻止氣體透過;收集、傳導電流,電導率高;設計與加工的流道,可將氣體均勻分配到電極的反應層進行電極反應;能排出熱量,保持電池溫場均勻;耐蝕;抗衝擊和震動;厚度薄;重量輕;同時成本低,容易機械加工,適合批量製造等。

作用


雙極板(又稱隔板)的功能是提供氣體流道,防止電池氣室中的氫氣氧氣串通,並在串聯的陰陽兩極之間建立電流通路。在保持一定機械強度和良好阻氣作用的前提下,雙極板厚度應儘可能地薄,以減少對電流和熱的傳導阻力。

材料


雙極板材料大致可分為3類:炭質材料、金屬材料及金屬與炭質的複合材料。
(1)炭質材料。炭質材料包括石墨、模壓炭材料及膨脹(柔性)石墨。傳統雙極板採用緻密石墨,經機械加工製成氣體流道。·石墨雙極板化學性質穩定,與MEA之間接觸電阻小。
(2)金屬材料。鋁、鎳、鈦及不鏽鋼等金屬材料可用於製作雙極板。金屬雙極板易加工,可批量製造,成本低,厚度薄,電池的體積比功率與比能量高。
(3)複合材料。若雙極板與MEA之間的接觸電阻大,歐姆電阻產生的極化損失多,運行效率下降。在常用的各種雙極板材料中,石墨材料的接觸電阻最小,不鏽鋼和鈦的表面均形成不導電的氧化物膜使接觸電阻增高。

表面處理


雙極板需要做適當的表面處理。在雙極板陽極側經鍍鎳處理后導電性能良好,且不易被電解質潤濕,可避免電解質流失。在電解質隔膜與電極有效面積以外的雙極板的柔性接觸,可有效地阻止氣體向外泄露,此即所謂的“濕密封”。為減少在“濕密封”部位熔融碳酸鹽對不鏽鋼的腐蝕,需要對雙極板邊框做“滲鋁”保護處理。