双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)中重要的多功能(如分隔反应气体、集流导电等)组件之一,它不仅占整个电池组重量的70%—80%和几乎全部体积,而且在电池组的生产成本中也占据相当大的比例。石墨因良好的化学稳定性和导电性而被广泛地用作双极板材料,但成本高及脆性大阻碍了其制作低体积燃料电池和广泛市场应用。金属是具有较高的强度、导热性和气密性的良导体。同时,金属相对更易于机加工成薄板以生产低成本和低体积的PEMFC电池组。因此,金属成为有力的代替者。本文详细评述了不锈钢、钛、铝及其合金以及镍基合金双极板的耐蚀性和接触电阻,并分析了采用表面改性方法制备的具有金属基涂层和碳基涂层的双极板性能的最新研究进展,在此基础上明确了采用金属双极板存在的问题以及其表面改性方面的发展方向。
将碳纤维(CF)、碳纳米管(CNT)、乙炔黑(AB)和炭黑(CB)等导电材料与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料混合,压制成复合材料导电双极板基体,再在两侧覆盖铅箔,得到双极板。观察基体成型后的外观,并测试导电性能。正交实验确定复合材料双极板的优化配方为:m(ABS)∶m(CF)∶m(CNT)∶m(AB)∶m(CB)=100∶1∶0.5∶6∶8。以此配方制作的24 V、10 Ah双极性铅酸电池与传统单极电池相比,内阻低28%,以0.5 Ca放电,比能量高15%左右。
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