《電子技術(shù)應(yīng)用》
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石墨复合材料极板模压成型自动化生产线设计
2022年电子技术应用第12期
杨文巍，李吉刚，纪文慧
北京华胜信安电子科技发展有限公司，北京100085
摘要： 双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)两个重要组成部件之一，对燃料电池整体的重量、体积、功率等影响巨大，对燃料电池的整体生产成本和生产周期起到关键性的影响作用。采用模压方式生产的石墨复合材料极板可以一次成型整板，省去二次加工时间，大大提高生产效率。石墨复合材料极板模压成型自动化生产线设计包括上料段、模压段、烘干段、后处理段、检测段、包装段六部分，能满足工业化、大批量生产极板要求，满足燃料电池行业对极板的需求量。
中圖分類號(hào)： TP27；TK91
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212203
中文引用格式： 楊文巍，李吉?jiǎng)?，紀(jì)文慧. 石墨復(fù)合材料極板模壓成型自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(12)：70-73.
英文引用格式： Yang Wenwei，Li Jigang，Ji Wenhui. Design of automatic production line for graphite composite plate molding[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(12)：70-73.
Design of automatic production line for graphite composite plate molding
Yang Wenwei，Li Jigang，Ji Wenhui
Beijing Huasun Information Security Electronic Technology Limited Company，Beijing 100085，China
Abstract： Bipolar plate is one of the two important components of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). It has a great impact on the overall weight, volume and power of fuel cell, and plays a key role in the overall production cost and production cycle of fuel cell. The graphite composite plate produced by molding can form the whole plate at one time, save the secondary processing time and greatly improve the production efficiency. The design of graphite composite plate molding automatic production line includes six parts: feeding section, molding section, drying section, post-treatment section, detection section and packaging section, which can meet the industrialized and mass production of plates and the demand for plates in the fuel cell industry.
Key words : proton exchange membrane fuel cell；graphite composite bipolar plate；compression molding；automatic production line

0 引言

    質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells，PEMFC)[1-2]是通過(guò)氫氣和氧氣反應(yīng)生成水的簡(jiǎn)單化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)氫原子電子在移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生電流，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的新型電源[3-5]，可大范圍應(yīng)用在新能源電動(dòng)汽車行業(yè)。雙極板是PEMFC電堆中的關(guān)鍵零件，由兩塊極板通過(guò)粘接的方式連接到一起[6-7]。兩塊雙極板中間放置一塊質(zhì)子交換膜便形成一個(gè)簡(jiǎn)單的燃料電池單元，將電池單元串聯(lián)在一起組成電堆。電堆發(fā)出的電量經(jīng)過(guò)整流和穩(wěn)壓電路作用，可以輸出所需的電壓和電流。

    現(xiàn)階段常用的雙極板分為石墨雙極板、石墨復(fù)合雙極板和金屬雙極板三大類[8-9]。石墨因具有較高的導(dǎo)電性和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，最早用于雙極板，技術(shù)成熟，已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。但石墨抗彎強(qiáng)度低，材料脆性大，導(dǎo)致石墨雙極板具有厚度大、電池體積比功率低、加工成本高等缺點(diǎn)。復(fù)合雙極板由樹(shù)脂混合石墨粉和增強(qiáng)材料形成預(yù)浸料后注射或模壓一次成型[10]，綜合性能好，有較好的導(dǎo)電性能、防腐性能以及抗彎抗壓等機(jī)械性能[11]。金屬板材經(jīng)沖壓形成帶流道的雙極板稱為金屬雙極板，其通過(guò)表面改性獲得保護(hù)涂層，但在長(zhǎng)期(>1 000 h)嚴(yán)苛工作條件下，涂層會(huì)被腐蝕失去保護(hù)作用[12]。本研究中主要針對(duì)石墨復(fù)合材料極板模壓生產(chǎn)線進(jìn)行。




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作者信息：

楊文巍，李吉?jiǎng)?，紀(jì)文慧

(北京華勝信安電子科技發(fā)展有限公司，北京100085)




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