石墨雙極板與金屬雙極板到底孰優(yōu)孰劣
來源:本站原創(chuàng) 點擊:1930 時間:2022-9-27
雙極板的主要功能是提供氣體流動通道,防止電池氣室內的氫氣和氧氣串通,在陰陽兩極之間串聯(lián)建立電流路徑。在保持一定的機械強度和良好的空氣阻力的前提下,雙極板的厚度應盡量薄,以降低電流和熱的導通電阻。
雙極板的制作要求非常高,要具有高電導率和導熱系數、耐腐蝕、低透氣率、重量輕、生產成本低等特點,目前主要有石墨雙極板和金屬雙極板等。下面,我們來看看石墨雙極板與金屬雙極板的比較。
石墨雙極板
石墨雙極板:一般采用石墨粉、粉碎的焦碳與可石墨化的樹脂或瀝青混合,在石墨化爐中嚴格按照一定的升溫程序,石墨化,再經切割和研磨,制備厚度為2~5mm的石墨板,再通過機加工共用孔道和用電腦刻繪機在其表面刻繪需要的流場。具有材料密度低、質輕、耐腐蝕性能佳、導電性好、化學性質穩(wěn)定、與膜電極(MEA)之間接觸電阻小等優(yōu)點,成為較早的被雙極板使用的材料。
同時,石墨雙極板脆性物質,易造成組裝難度,厚度不易做薄;一般燒結成多孔性板,需添加添加物;石墨化時間長,機械加工難,價格昂貴,制備工藝復雜、耗時長、費用高,難以實現(xiàn)批量生產,其可制造性、阻氣性和耐久性遠不如金屬性材料。
由于石墨是熱和電的良導體,具有較高的電導率、化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及耐腐蝕、低密度等優(yōu)點,用于制作雙極板具有先天獨特的優(yōu)勢。同時在耐久性方面,石墨雙極板有先天優(yōu)勢。但同時由于批量化生產問題,以及在超薄方面實現(xiàn)起來比較有難度,因此相較于金屬雙極板,石墨雙極板的劣勢也同樣明顯。
金屬雙極板
與石墨雙極板相比,金屬雙極板具有與之類似的高導電、導熱能力,但金屬雙極板具有更好的機械強度、阻氣能力和抗沖擊能力,因此,金屬雙極板能夠做到超薄,大幅提升比功率密度。
同時,金屬雙極板機械加工性強、制作工序較少、可制作超薄雙極板甚至可小于1mm,并且量產工藝成熟,大幅降低的熱容使金屬板具備了更強的低溫啟動能力,并且可以大幅降低量產成本,因此,金屬雙極板備受行業(yè)內關注。