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石墨双极板与金属双极板到底孰优孰劣

发布时间:2021-10-23 14:36:33 点击次数:

   双极板的主要功能是提供气体流动通道,防止电池气室内的氢气和氧气串通,在阴阳两极之间串联建立电流路径。在保持一定的机械强度和良好的空气阻力的前提下,双极板的厚度应尽量薄,以降低电流和热的导通电阻。

  
  双极板的制作要求非常高,要具有高电导率和导热系数、耐腐蚀、低透气率、重量轻、生产成本低等特点,目前主要有石墨双极板和金属双极板等。下面,我们来看看石墨双极板与金属双极板的比较。
  
  石墨双极板
  
  石墨双极板:一般采用石墨粉、粉碎的焦碳与可石墨化的树脂或沥青混合,在石墨化炉中严格按照一定的升温程序,石墨化,再经切割和研磨,制备厚度为2~5mm的石墨板,再通过机加工共用孔道和用电脑刻绘机在其表面刻绘需要的流场。具有材料密度低、质轻、耐腐蚀性能佳、导电性好、化学性质稳定、与膜电极(MEA)之间接触电阻小等优点,成为较早的被双极板使用的材料。
  
  同时,石墨双极板脆性物质,易造成组装难度,厚度不易做薄;一般烧结成多孔性板,需添加添加物;石墨化时间长,机械加工难,价格昂贵,制备工艺复杂、耗时长、费用高,难以实现批量生产,其可制造性、阻气性和耐久性远不如金属性材料。
  
  由于石墨是热和电的良导体,具有较高的电导率、化学稳定性、热稳定性以及耐腐蚀、低密度等优点,用于制作双极板具有先天独特的优势。同时在耐久性方面,石墨双极板有先天优势。但同时由于批量化生产问题,以及在超薄方面实现起来比较有难度,因此相较于金属双极板,石墨双极板的劣势也同样明显。
  
  金属双极板
  
  与石墨双极板相比,金属双极板具有与之类似的高导电、导热能力,但金属双极板具有更好的机械强度、阻气能力和抗冲击能力,因此,金属双极板能够做到超薄,大幅提升比功率密度。
  
  同时,金属双极板机械加工性强、制作工序较少、可制作超薄双极板甚至可小于1mm,并且量产工艺成熟,大幅降低的热容使金属板具备了更强的低温启动能力,并且可以大幅降低量产成本,因此,金属双极板备受行业内关注。
 
石墨双极板.png
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