石墨復合材料極板模壓成型自動化生產線設計
2022年電子技術應用第12期
楊文巍，李吉剛，紀文慧
北京華勝信安電子科技發展有限公司，北京100085
摘要： 雙極板是質子交換膜燃料電池(PEMFC)兩個重要組成部件之一，對燃料電池整體的重量、體積、功率等影響巨大，對燃料電池的整體生產成本和生產周期起到關鍵性的影響作用。采用模壓方式生產的石墨復合材料極板可以一次成型整板，省去二次加工時間，大大提高生產效率。石墨復合材料極板模壓成型自動化生產線設計包括上料段、模壓段、烘干段、后處理段、檢測段、包裝段六部分，能滿足工業化、大批量生產極板要求，滿足燃料電池行業對極板的需求量。
中圖分類號： TP27；TK91
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212203
中文引用格式： 楊文巍，李吉剛，紀文慧. 石墨復合材料極板模壓成型自動化生產線設計[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212203
中文引用格式： 楊文巍，李吉剛，紀文慧. 石墨復合材料極板模壓成型自動化生產線設計[J].電子技術應用，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
質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells，PEMFC)[1-2]是通過氫氣和氧氣反應生成水的簡單化學反應，通過氫原子電子在移動過程中產生電流，將化學能轉化成電能的新型電源[3-5]，可大范圍應用在新能源電動汽車行業。雙極板是PEMFC電堆中的關鍵零件，由兩塊極板通過粘接的方式連接到一起[6-7]。兩塊雙極板中間放置一塊質子交換膜便形成一個簡單的燃料電池單元，將電池單元串聯在一起組成電堆。電堆發出的電量經過整流和穩壓電路作用，可以輸出所需的電壓和電流。
現階段常用的雙極板分為石墨雙極板、石墨復合雙極板和金屬雙極板三大類[8-9]。石墨因具有較高的導電性和優異的化學穩定性，最早用于雙極板，技術成熟，已實現大規模商業化應用。但石墨抗彎強度低，材料脆性大，導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。復合雙極板由樹脂混合石墨粉和增強材料形成預浸料后注射或模壓一次成型[10]，綜合性能好，有較好的導電性能、防腐性能以及抗彎抗壓等機械性能[11]。金屬板材經沖壓形成帶流道的雙極板稱為金屬雙極板，其通過表面改性獲得保護涂層，但在長期(>1 000 h)嚴苛工作條件下，涂層會被腐蝕失去保護作用[12]。本研究中主要針對石墨復合材料極板模壓生產線進行。
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作者信息：
楊文巍，李吉剛，紀文慧
(北京華勝信安電子科技發展有限公司，北京100085)
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