燃料電池金屬雙極板是如何制造出來的？

雙極板是燃料電池電堆內的核心零部件之一，我們之前的文章對雙極板的結構做了比較詳細解讀：

研學丨3分鐘簡述燃料電池雙極板

平時和大家對雙極板的討論中經常涉及到雙極板的性能指標、流道類型等，那么雙極板究竟是怎么被制造出來的呢？小編也很好奇這個問題，因此這里搜集了些資料，在這里和大家一起學習一下，有什么問題還請多指正，謝謝。

總的來說，雙極板有石墨雙極板和金屬雙極板兩類，本篇只針對金屬雙極板進行討論。這里以Borit典型的金屬雙極板生產流程為例，來幫助我們理解雙極板的生產流程：

不同廠商的雙極板生產流程在細節上有所不同，但是目前主流的沖壓雙極板制造方案應該都是和Borit公司生產雙極板的流程相似的。總結起來，除了一開始的設計步驟外，金屬雙極板生產流程中主要包括以下六步：

1.材料準備

2.成型和分割

3.質量檢測

4.激光焊接

5.涂層處理

6.密封

下面針對這六步，我們依次學習一下每一步中具體都做了什么。

1. 材料準備：

制造燃料電池金屬雙極板時，帶材的選擇一般有兩種，一種是預先做過涂層處理的帶材，一種是未經涂層處理的帶材。

經涂層處理的帶材，如SANDVIK提供的預涂層處理鋼帶產品，通常不需要在極板成型后進行涂層處理，以便更快更便宜地生產雙極板，但是其涂層穩定性在經過加工和焊接后會有一些問題。小編搜集資料的過程中，發現除了豐田，目前市面上的雙極板生產商如Borit，還是使用未經涂層處理的不銹鋼帶材居多。以Interplex公司的雙極板制造為例，其使用的帶材材料為SU316L不銹鋼，厚度大概在0.075 – 0.1mm。

2. 成型與分割

帶材清理后，便會進行成型和分割，生產出陰極板和陽極板。各家的成型方式和流程都會有所不同，如上圖Interplex使用沖壓成型方式，有些廠家如Borit使用液壓成型方式（如下圖），還有些廠家會使用一些其他的成型方式。另外，有些廠商在小批量生產時也支持使用刻蝕或者機加工方式見雙極板成型，這里就不贅述了。

3. 質量檢測

單片的極板制造完成后，對每片極板進行質量檢測，判斷脊和溝的尺寸、厚度和誤差是否滿足設計要求。

4. 激光焊接：

滿足質量要求的陰陽極板在這一步中，通過激光焊接焊接在一起，構成一個完整的雙極板。

雙極板的激光焊接方式如上圖所示。激光束沿著雙極板周邊設計好的密封槽進行焊接，激光行經之處，所產生的的焊縫如下圖所示，將陰陽極板連接起來。

焊接后，會將雙極板的冷卻劑腔完全密封，最后還會對其進行密封性能檢測。

5. 涂層處理

隨后，雙極板會被進行涂層處理，來提高雙極板的耐腐蝕性能。目前常用的涂層處理方式為使用PVD方法。如下視頻分別為Impact Coating 的工藝視頻及另一家公司進行雙極板PVD涂層處理時拍攝的視頻：

6. 密封

最后一步是在雙極板上設計好的密封槽內填入密封材料。這一步不同廠家的設計都會有所不同，有些廠家使用定制好的密封圈圈貼上雙極板（如下圖1），有些廠家使用點膠工藝，還有些廠家（如科德寶）使用與GDL集成在一起的密封圈（如下圖2），因此雙極板廠商的生產流程中不一定包含這一步。

圖二

Interplex雙極板加工流程視頻：

原文始發于微信公眾號（焉知新能源汽車）：燃料電池金屬雙極板是如何制造出來的？