Анализ важных компонентов топливного элемента: графитовая биполярная пластина

Биполярная пластина, также известная как коллекторная пластина, является одним из важных основных компонентов топливных элементов. Он должен иметь следующие функции и свойства: разделять горючее и окислитель, предотвращать газопроницаемость;Сбор и проведение тока, высокая проводимость;Спроектированный и обработанный проточный канал может равномерно распределять газ по электродному реакционному слою для электродной реакции;Может разряжать тепло, поддерживать равномерную температуру батареи;Коррозионная, ударо- и виброустойчивость;Тонкая толщина, легкий вес, низкая стоимость, простота обработки, подходит для серийного производства.Биполярные пластины из графитового материала в настоящее время являются наиболее часто используемыми биполярными пластинами в ПОМТЭ, которые обладают хорошей электропроводностью, теплопроводностью, стабильностью и коррозионной стойкостью и т. д. В то же время есть некоторые недостатки, такие как относительно плохие механические свойства, большая хрупкость, легкость разрушения и высокая стоимость из-за сложности механической обработки.

Знакомство с графитовой биполярной пластинойï¼

Биполярные пластины из графита обладают хорошей электропроводностью, теплопроводностью и коррозионной стойкостью и являются наиболее часто используемыми биполярными пластинами в ПОМТЭ.Однако его недостатки также более очевидны: 1. Температура графитизации графитовой пластины обычно выше 2500°С, что необходимо проводить в соответствии со строгой процедурой нагрева, а время длительное;2, процесс механической обработки медленный, цикл длинный, а точность машины высокая, что приводит к высокой стоимости графитовой пластины;3, графит хрупкий, готовую пластину нужно аккуратно разместить, сборка сложна;4, графит является пористым материалом, поэтому пластине требуется несколько миллиметров толщины, чтобы обеспечить отделение реакционного газа, что приводит к низкой плотности самого материала, но вес готового продукта больше.

Наличие пор плохо влияет на свойства графитовой пластины, поэтому необходимо обрабатывать графитовую пластину, чтобы уменьшить пористость и улучшить качество графитовой пластины.

1, использование графитовой пластины, пропитанной смолой или силикатом, может уменьшить пористость. Шанхайский университет Цзяотун использует вакуумное давление для пропитки концентрированным раствором силиката натрия, чтобы уменьшить пористость графитовой пластины более чем на 70%.

2, недорогой метод литья в буровой раствор используется для подготовки формованных деталей из чешуйчатого графитового волокна, а затем для получения биполярных пластин с превосходной воздухонепроницаемостью и высокой проводимостью используется углеродное уплотнение с химическим проникновением паров. Однако метод газохимической пропитки более затратный и составляет 70% стоимости.

Подготовка графитовой биполярной пластины¼

Тонер или графитовый порошок смешивают с графитированной смолой, прессуют и графитизируют при высокой температуре (обычно при 2200~2800°С) в восстановительной атмосфере или в условиях вакуума.Затем графитовая пластина пропитывается для герметизации отверстия, после чего на станке с числовым программным управлением обрабатывается необходимый проход газа на ее поверхности.ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ГРАФИТИЗАЦИЯ И ОБРАБОТКА ГАЗОВЫХ КАНАЛОВ ЯВЛЯЮТСЯ ОСНОВНЫМИ ПРИЧИНАМИ ВЫСОКОЙ СТОИМОСТИ БИПОЛЯРНЫХ ПЛАСТИН, ПРИЧИНЫ ОБРАБОТКИ СОСТАВЛЯЮТ почти 60% ОБЩЕЙ СТОИМОСТИ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.