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。
中图分类号： TP27；TK91
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212203
中文引用格式： 杨文巍，李吉刚，纪文慧. 石墨复合材料极板模压成型自动化生产线设计[J].电子技术应用，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.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212203
中文引用格式： 杨文巍，李吉刚，纪文慧. 石墨复合材料极板模压成型自动化生产线设计[J].电子技术应用，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
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells，PEMFC)[1-2]是通过氢气和氧气反应生成水的简单化学反应，通过氢原子电子在移动过程中产生电流，将化学能转化成电能的新型电源[3-5]，可大范围应用在新能源电动汽车行业。双极板是PEMFC电堆中的关键零件，由两块极板通过粘接的方式连接到一起[6-7]。两块双极板中间放置一块质子交换膜便形成一个简单的燃料电池单元，将电池单元串联在一起组成电堆。电堆发出的电量经过整流和稳压电路作用，可以输出所需的电压和电流。
现阶段常用的双极板分为石墨双极板、石墨复合双极板和金属双极板三大类[8-9]。石墨因具有较高的导电性和优异的化学稳定性，最早用于双极板，技术成熟，已实现大规模商业化应用。但石墨抗弯强度低，材料脆性大，导致石墨双极板具有厚度大、电池体积比功率低、加工成本高等缺点。复合双极板由树脂混合石墨粉和增强材料形成预浸料后注射或模压一次成型[10]，综合性能好，有较好的导电性能、防腐性能以及抗弯抗压等机械性能[11]。金属板材经冲压形成带流道的双极板称为金属双极板，其通过表面改性获得保护涂层，但在长期(>1 000 h)严苛工作条件下，涂层会被腐蚀失去保护作用[12]。本研究中主要针对石墨复合材料极板模压生产线进行。
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作者信息：
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)
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