연료 전지 바이폴라 플레이트 재료 및 제제-

흑연 바이폴라 플레이트

흑연은 현재 전기 전도도가 높고 화학 및 열 안정성, 부식 저항성으로 인해 중국에서 양극판의 주류 적용입니다. 흑연은 강도가 낮고 비작도가 높은 다공성 및 취성 물질입니다. 바이폴라 플레이트의 기름 압축 요구 사항을 충족시킬 수 없습니다. 비 다공성 흑연 플레이트를 만들기 위해 반복적으로 함침되고 탄화되어야합니다.

다공성 흑연 플레이트 일반적으로 탄소 분말/흑연 분말을 흑연화하여 고온 (2500 ℃) 조건 하에서 흑연식 수지를 촬영함으로써 제조된다. 이 과정에는 엄격한 가열 절차가 필요하므로 생산주기가 길고 비용이 높습니다. 또한, 흑연화 후 불순물의 증발로 인해 새로운 기공이 나타날 수 있으며, 이로 인해 흑연 플레이트의 표면에서 다공성이 20% 내지 30%이다. 구멍의 존재는 PEMFC 누출을 일으킬 위험이있어 반응 가스의 농도를 감소시켜 스택의 성능을 감소시킨다. 따라서, 흑연 플레이트는 다공성을 줄이고 표면 품질을 향상시키기 위해 함침되어야한다. 현재 가장 널리 사용되는 것은 반복적 인 임신되지 않은 비 다공 흑연 시트입니다.

가공흑연 플레이트

대부분의 국내 제조업체는 인공 흑연 기계식 처리를 사용하여이를 달성합니다. 공정 단계에는 주로 다음이 포함됩니다.

(1) 원료 준비 : 1,000 ~ 1 300 ℃의 온도에서 코크스와 아스팔트를 혼합하여 탄소를 형성합니다. 그런 다음 탄소 물질을 아스팔트로 함침하고 구운 다음 전기 용광로에서 2500 내지 3,000 ℃로 가열하여 그래 핑 화된다.

(2) 슬라이스 : 바이폴라 플레이트의 크기에 따라 대략 슬라이스;

(3) 함침 : 흑연 슬라이스가 수지로 임신 한 후, 함침의 목적은 표면의 기공을 합성 수지로 흑연의 내부를 채우는 것입니다. 일반적으로 24 시간 동안 함침 된 다음 열 처리되어 수지를 굳 힙니다. 함침 수지에 따라, 페놀 함침 된 흑연 및 푸르피어 알코올 함침 흑연으로 나뉘어 진 수지에 따라;

(4) 연삭 : 슬라이스 후 크기가 비교적 거칠고, 함침 된 흑연 플레이트의 표면 마감도 좋지 않으며, 거친 연삭, 중간 연삭 및 미세 연삭이 필요합니다.

(5) 조각 : 조각은 바이폴라 플레이트 가공의 핵심 단계입니다. 바이폴라 플레이트의 치수 공차 및 유동장의 품질은 조각 기계의 정확도에 따라 다릅니다.

흑연 플레이트의 강도 및 브리티드로 인해이 처리 방법은 초 얇은 양극 플레이트 (1.5mm 미만)를 형성하는 데 적합하지 않습니다. 이 방법은 공구와 흑연 사이에 과도한 마찰을 일으켜 양극 판의 치수 정확도와 표면 품질이 불량합니다. LEI는 가공 공정 중에 흑연이 작은 입자와 미세 먼지로 분쇄되고 공구는 팁에 큰 충격과 압축 응력을 가졌다는 것을 발견했습니다. 흐름 채널의 처리는 또한 총 비용을 증가시킵니다. 따라서이 방법은 점차 해외에서 인기를 얻었습니다. 제거되면서 대부분의 외국 제조업체는 주입 성형 또는 압축 성형 생산 방법을 채택합니다.

주입 성형 흑연 플레이트

사출 성형 흑연 플레이트는 주입 성형 기계의 호퍼로부터 배럴로 특정 비율의 흑연 및 수지 혼합물을 공급하는 것이다. 가열 된 및 용융 혼합물은 압력 하에서 노즐을 통해 폐쇄 금형에 주입된다. 냉각 및 성형 후에는 제품이 쇠약 해집니다. . 바이폴라 플레이트의 전도도를 개선하기 위해, 일부 금속 분말은 혼합물에 첨가 될 수있는 반면, 탄소 섬유 또는 세라믹 섬유를 첨가하여 기계적 강도를 향상시킬 수있다. 그러나, 주입 성형은 또한 긴 바인더 제거 (최대 7 일), 두꺼운 섹션의 균열, 치수 제한 및 결함과 같은 많은 단점이 있습니다. 추가 흑연화는 시트의 특성을 향상시킬 수 있지만 이는 비용을 크게 증가 시켜서 대규모 생산에 적합하지 않습니다.

성형 흑연 시트

높은 가공 비용과 대규모 생산 문제를 해결하기 위해 연구원들은 성형 공정을 사용하여 양극판을 제조하기 시작했습니다. 공정 흐름은 다음과 같습니다. 먼저 흑연 분말 및 수지의 혼합 재료를 준비한 다음 혼합 재료와 금형을 사전 처리하고, 중합체의 용융 온도와 특정 압력을 사용하여 금형에 분말 흐름을 만들고 전체 공동을 채우고,이어서 고화 한 후 양극 플레이트를 얻습니다. 접착제가 열 세팅 플라스틱 인 경우 일반적으로 굳어지고 데드를 데모하는 데 몇 분 밖에 걸리지 않습니다. 접착제가 열가소성 인 경우, 금형은 접착제의 용융점 아래의 온도로 냉각되어야합니다.

중국의 수소 연료 전지 차량의 현재 실제 운영으로 판단하여 승용차, 물류 차량, 위생 트럭 및 지게차와 같은 상업용 차량이 시장의 주요 모델이되었습니다. 상업용 차량의 고주파 사용 시나리오는 부품의 내구성에 대한 요구 사항을 결정합니다. 더 높은. 흑연 바이폴라 플레이트는 긴 내구성으로 인해 연료 전지 상용 차량의 현재 시연 작동에 더 적합합니다.

금속 바이폴라 플레이트

흑연 바이폴라 플레이트와 비교하여, 금속 바이폴라 플레이트는 우수한 전기 전도도, 열 전도성, 가공성, 제조 공정이 적고, 초박형 양극성 플레이트를 생산할 수 있으며, 대량 생산 공정이 성숙하여 양을 크게 줄일 수 있습니다. 생산 비용은 많은 관심을 끌었습니다. 지금까지 스테인레스 스틸, 알루미늄 합금, 티타늄 합금, 니켈 합금, 구리 합금 및 금속 매트릭스 복합 재료가 양극판 제조에 사용되었습니다.