金屬雙極板表面涂鍍層的類型及制備方法

氫燃料電池的工作環境呈酸性，因此作為支撐骨架的雙極板需要有良好的耐腐蝕性能，既要防止雙極板在富氧條件下，發生鈍化導致接觸電阻增加，又要防止服役環境中金屬的腐蝕。

通常為解決電池部件的腐蝕問題，會金屬雙極板表面涂覆耐腐蝕涂鍍層，類型有：金屬及合金鍍層、金屬化合物涂層、金屬碳化物涂層、金屬氮化物涂層、非金屬涂層等，有些涂層在提升其表面防腐蝕性能的同時，可以保障表面的導電性以及其他性能。

不銹鋼或Ti合金電池雙極板表面通常電鍍Ni-W-P或Ni-Cu-P合金層，也可電鍍一層致密Ni-Cu層，其熱穩定性、導電性以及耐蝕性均優于TiN鍍層。當采用電鍍工藝時，需要進行鍍前的預處理或沖擊鍍處理，以獲得與不銹鋼、鈦合金基體結合牢固的防腐蝕鍍層。

316L不銹鋼雙極板表面可以通過磁控濺射制備TiN、CrN、TiCrN鍍層，以提高其耐蝕性，同時保持低的表面接觸電阻和良好的導電性。

在金屬雙極板陽極側表面進行電鍍暗鎳或化學鍍鎳磷合金層也是一種好方法，需要選擇低應力的電鍍鎳工藝和高磷含量的化學鍍鎳工藝，所得鍍鎳層結合力、耐蝕性及導電性都較好。

還可以通過調整鍍鎳工藝參數，使鍍鎳層表面產生一定的疏水性，這樣，電池工作時就不易被電解質溶液潤濕，從而避免電池內電解質溶液的流失。

對金屬雙極板進行柔性“濕密封”設計，可能會發生碳酸鹽對不銹鋼雙極板的碳腐蝕，因此，對這種不銹鋼雙極板的邊框進行“滲鋁”保護處理是非常必要的。

針對鈦合金金屬雙極板，可用等離子體滲氮等技術進行表面改性以提高其耐蝕性。并且在滲氮前及滲氮后進行必要的拋光處理，目的就是通過表面的平整光亮來提高滲氮層的耐蝕性。

來源：《腐蝕與防護》2023年7期，《氫燃料電池汽車零部件及其防腐蝕技術》，節選，作者：高榮龍1，向可友1，曹瑞2，劉慧叢3，朱立群3，如有侵權，請聯系刪除