权利要求
1.一种燃料电池双极板，其特征在于，包括依次层叠设置的基层、耐蚀层和导电层;所述耐蚀层的材料包括金属氧化物、金属氮化物中的至少一种，所述导电层的材料包括氧化银和碳材料;所述金属氧化物为Ti氧化物、Nb氧化物、Cr氧化物中的至少一种，所述金属氮化物为氮化钛;所述碳材料包括石墨。
2.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，所述导电层的材料中，所述氧化银和所述碳材料的质量比为1：(1～10);和/或，所述基层的材料为不锈钢、铝合金、钛合金中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的燃料电池双极板，其特征在于，所述氧化银和所述碳材料的质量比为3：(5～10);和/或，所述氧化银的平均粒径为30～80nm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池双极板，其特征在于，所述耐蚀层的厚度为100～300nm;所述导电层的厚度为0.5～3μm。
5.一种根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
对基层进行预处理，得到干净的基层;
在所述干净的基层表面制备金属层;
对所述金属层进行氧化处理和/或氮化处理，得到耐蚀层;
将氧化银和碳材料分散至有机溶剂中，离心、干燥，得到柔性油墨;
将所述柔性油墨覆在所述耐蚀层表面，热压固化，得到所述燃料电池双极板。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述金属层的制备方法为脉冲离子注入法，以纯金属作为靶材，功率为1000～5000W，时间为10～30min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述氧化处理和/或氮化处理的方法为热辅助扩散法，所述热辅助扩散法的温度为500～700℃、气体的气压为0.3～0.8Pa，时间为20～40min;所述气体为氧气和/或氮气。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述柔性油墨的制备方法具体为：将氧化银和碳材料加入有机溶剂中，在20～60℃下混合1～10h，得到混合液;然后对所述混合液进行离心，离心速率为10000～20000r/min，离心时间为5～20min，得到离心产物;对所述离心产物进行干燥，干燥温度为60～80℃，干燥时间为1～5h，得到所述柔性油墨;和/或
所述柔性油墨的粘度为50～100dPa·S。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，采用丝网印刷法将所述柔性油墨覆在所述耐蚀层表面，所述热压固化的条件为：温度80～200℃、压力1～10N、时间20～60min。
10.一种根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池双极板或权利要求5至9中任一项所述的制备方法制得的燃料电池双极板在制备质子交换膜燃料电池领域中的应用。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池双极板及其制备方法与应用。
背景技术
[0002]质子交换膜燃料电池是一种内部为酸性环境的燃料电池，酸性环境会腐蚀双极板，在双极板长时间运行时酸性液体富集的部位会表现出较强的电化学腐蚀行为，因此双极板必须具有优异的耐腐蚀性、导电性和亲水性。
[0003]目前燃料电池双极板的制备方法往往是先冲压成型制备基板，然后在基板表面制备涂层，但中间需要经过多次加工，包括焊接和清洗等流程，严重影响双极板的生产效率和良品率;此外，在成型的基板表面制备涂层对其制备工艺要求高，导致涂层的制备成本较高。
[0004]若能实现先制备涂层再冲压成型，能极大的减少工艺流程，提升生产效率;但现有涂层往往在冲压后会发生开裂，甚至会从基材上剥离，造成酸性液体渗入基材，使基材发生腐蚀。因此，开发一种具有良好延展性的涂层，对降低金属双极板的制造成本具有重要意义。
发明内容
[0005]本发明的主要目的在于提供一种燃料电池双极板及其制备方法与应用，以解决现有技术中燃料电池双极板的制备流程复杂，难以兼具耐腐蚀性、导电性、亲水性和低成本的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种燃料电池双极板，其包括依次层叠设置的基层、耐蚀层和导电层;耐蚀层的材料包括金属氧化物、金属氮化物中的至少一种，导电层的材料包括氧化银和碳材料;金属氧化物为Ti氧化物、Nb氧化物、Cr氧化物中的至少一种，金属氮化物为氮化钛;碳材料包括石墨。
[0007]进一步地，导电层的材料中，氧化银和碳材料的质量比为1：(1～10)。
[0008]进一步地，基层的材料为不锈钢、铝合金、钛合金中的至少一种。进一步地，氧化银和碳材料的质量比为3：(5～10)。
[0009]进一步地，氧化银的平均粒径为30～80nm。
[0010]进一步地，耐蚀层的厚度为100～300nm;导电层的厚度为0.5～3μm。
[0011]根据本发明的第二方面，提供了一种燃料电池双极板的制备方法，包括如下步骤：
[0012]对基层进行预处理，得到干净的基层;
[0013]在所述干净的基层表面制备金属层;
[0014]对所述金属层进行氧化处理和/或氮化处理，得到耐蚀层;
[0015]将氧化银和碳材料分散至有机溶剂中，离心、干燥，得到柔性油墨;
[0016]将柔性油墨覆在耐蚀层表面，热压固化，得到燃料电池双极板。
[0017]进一步地，金属层的制备方法为脉冲离子注入法，以纯金属作为靶材，功率为1000～5000W，时间为10～30min。
[0018]进一步地，氧化处理和/或氮化处理的方法为热辅助扩散法，热辅助扩散法的温度为500～700℃、气体的气压为0.3～0.8Pa，时间为20～40min;所述气体为氧气和/或氮气。
[0019]进一步地，柔性油墨的制备方法具体为：将氧化银和碳材料加入有机溶剂中，在20～60℃下混合1～10h，得到混合液;然后对混合液进行离心，离心速率为10000～20000r/min，离心时间为5～20min，得到离心产物;对离心产物进行干燥，干燥温度为60～80℃，干燥时间为1～5h，得到柔性油墨。
[0020]进一步地，柔性油墨的粘度为50～100dPa·S。
[0021]进一步地，采用丝网印刷法将柔性油墨覆在耐蚀层表面，热压固化的条件为：温度80～200℃、压力1～10N、时间20～60min。
[0022]根据本发明的第三方面，提供了一种本发明第一方面的燃料电池双极板或本发明第二方面的制备方法制得的燃料电池双极板在制备质子交换膜燃料电池领域中的应用。
[0023]应用本发明的技术方案，在基层表面依次层叠设置耐蚀层和导电层，并对其成分进行限定，可以提高燃料电池双极板的柔韧性、耐蚀性、导电性和亲水性，在基层上制备上述两种功能层后，可以继续进行冲压，以制备具有特定形态结构的燃料电池双极板，有利于缩减制备流程，降低生产成本。
附图说明
[0024]图1为本发明实施例中燃料电池双极板的结构示意图;
[0025]图2为本发明实施例1中燃料电池双极板经冲压后的SEM图;
[0026]图3为对比例1中燃料电池双极板经冲压后的SEM图;
[0027]以上附图中存在如下附图标记：1、基层;2、耐蚀层;3、导电层。
具体实施方式
[0028]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0029]正如本发明背景技术中所述，现有技术中制备燃料电池双极板一般是先对基板进行冲压成型，然后再制备涂层，例如磁控溅射制备贵金属涂层或碳涂层等，其制备工艺复杂，制备成本高;而先制备涂层再进行冲压又容易使涂层开裂，降低燃料电池双极板的耐蚀性、导电性。为了解决上述技术问题，在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种燃料电池双极板，其结构示意图如图1所示，包括依次层叠设置的基层1、耐蚀层2和导电层3;耐蚀层2的材料包括金属氧化物、金属氮化物中的至少一种，导电层3的材料包括氧化银和碳材料;金属氧化物为Ti氧化物、Nb氧化物、Cr氧化物中的至少一种，金属氮化物为氮化钛;碳材料包括石墨。
[0030]Ti氧化物如TiO2具有良好的化学稳定性，其能抵抗大多数化学物质的侵蚀;Nb氧化物如Nb2O3具有良好的热稳定性和化学稳定性，有助于提高燃料电池双极板的耐蚀性;Cr氧化物例如Cr2O3在高温和腐蚀性环境中具有良好的稳定性和耐蚀性。以上述金属氧化物作为耐蚀层的材料可以显著提升燃料电池双极板的耐蚀性。氧化银和碳材料的混合物具有良好的导电性，并且相比于贵金属，其成本较低，以两者混合制备的导电层除了具有较高的导电性，还具有良好的柔韧性;通过对耐蚀层和导电层的成分进行选择，即便先制备涂层再冲压制备双极板，其表面的涂层也不会发生开裂，有助于优化制备流程，提高生产效率。
[0031]在本发明一种优选的实施方式中，导电层的材料中，氧化银和碳材料的质量比为1：(1～10)，具体可以是1:1、1:2、1:4、1:8、1:10等，也可以是上述范围中的其他值，在此不做限定。
[0032]氧化银是一种具有金属性质的化合物，其导电性较好，碳材料也具有良好的导电性，其中，石墨的柔韧性较好，可以改善导电层的柔韧性;通过对两种成分的配比进行控制，制得的导电层兼具良好的导电性和柔韧性，此外上述两种材料均具有一定的亲水性，通过对其配比进行优选，其亲水性较好，在应用于燃料电池中后可以提高离子传输速率。
[0033]在本发明一种优选的实施方式中，基层的材料为不锈钢、铝合金、钛合金中的至少一种。
[0034]上述材料为燃料电池双极板的常用基板材料，可以与耐蚀层材料形成良好的结合，使其在冲压过程中不会发生开裂甚至剥离。在本发明一种优选的实施方式中，碳材料为石墨，氧化银和碳材料的质量比为3：(5～10)。
[0035]对氧化银和碳材料的质量比作进一步优选有助于平衡导电层的导电性和柔韧性，使两者均达到较高的水平。
[0036]在本发明一种优选的实施方式中，氧化银的平均粒径为30～80nm。
[0037]通过对氧化银的粒径进行控制，有利于进一步改善燃料电池双极板的导电性和柔韧性。
[0038]在本发明一种优选的实施方式中，耐蚀层的厚度为100～300nm，具体可以是100nm、120nm、150nm、180nm、200nm、250nm、300nm等，也可以为上述范围内的其他值，在此不做限定。
[0039]在本发明一种优选的实施方式中，导电层的厚度为0.5～3μm，具体可以是0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm等，也可以为上述范围内的其他值，在此不做限定。
[0040]对耐蚀层和导电层的厚度进行控制是为了使其在冲压不开裂的基础上具有良好的导电性、耐蚀性，提高其适用领域。
[0041]在本发明另一典型的实施方式中，提供了一种燃料电池双极板的制备方法，包括如下步骤：
[0042]对基层进行预处理，得到干净的基层;
[0043]在干净的基层表面制备金属层;
[0044]对金属层进行氧化处理和/或氮化处理，得到耐蚀层;
[0045]将氧化银和碳材料分散至有机溶剂中，离心、干燥，得到柔性油墨;
[0046]将柔性油墨覆在耐蚀层表面，热压固化，得到燃料电池双极板。
[0047]上述制备方法简单，可以快速制得燃料电池双极板;另外，当基层为带材时，在热压固化后可以直接冲压形成具有特定结构的燃料电池双极板。
[0048]在本发明一种优选的实施方式中，基层的预处理方式为以水、乙醇、丙酮等进行冲洗，除去基层表面的油脂及杂质，以便于制备耐蚀层。
[0049]在本发明一种优选的实施方式中，金属层的制备方法为脉冲离子注入法，以纯金属作为靶材，功率为1000～5000W，时间为10～30min。
[0050]脉冲离子注入法是一种将离子束通过电场加速器加速到一定能量后注入到材料表面的方法。该方法通常用于改变材料表面的性质，例如提高材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。脉冲离子注入法具有注入能量高、注入深度可控、对材料影响小等优点，因此在材料表面处理和改性领域有着广泛的应用。通过对脉冲离子注入法的功率、时间进行控制，可以制得所需厚度的金属层、也即可以获得所需厚度的耐蚀层。
[0051]在本发明一种优选的实施方式中，氧化处理和/或氮化处理的方法为热辅助扩散法，热辅助扩散法的温度为500～700℃、气体的气压为0.3～0.8Pa，时间为20～40min;所述气体为氧气和/或氮气。
[0052]热辅助扩散法是一种利用热能辅助材料在固态下进行扩散的方法。在这种方法中，材料通常被加热到高温，使其分子或原子具有足够的能量来穿过晶格间隙并扩散到另一侧。本发明在制备金属氧化物耐蚀层时，采用该方法可以有效地促进金属原子的扩散和合金化反应，使其渗入基层中，同时还能形成具有良好耐蚀性的金属氧化物。通过控制加热温度、时间和压力，可以实现对耐蚀层的结构及成分的精确控制。
[0053]在本发明一种优选的实施方式中，制备柔性油墨的有机溶剂为醇类、酯类、酮类、醚类等有机溶剂，醇类如乙醇、甲醇等，酯类如甲酸丁酯等，酮类如丙酮、丁酮等，醚类如丙二醇甲醚等。
[0054]在本发明一种优选的实施方式中，柔性油墨的制备方法具体为：将氧化银和碳材料加入有机溶剂中，在20～60℃下混合1～10h，得到混合液;然后对混合液进行离心，离心速率为10000～20000r/min，离心时间为5～20min，得到离心产物;对离心产物进行干燥，干燥温度为60～80℃，干燥时间为1～5h，得到柔性油墨。
[0055]采用上述方式制得的柔性油墨均匀性较好，可以制得成分分布均匀的导电层，对于提高燃料电池双极板的导电性及柔韧性具有一定的作用。
[0056]上述混合方法可以为磁力搅拌混合，该混合方法简单，成本低，适用性高。
[0057]在本发明一种优选的实施方式中，柔性油墨的粘度为50～100dPa·S，在本发明的描述中，柔性油墨的粘度均是在25℃采用粘度仪测得。
[0058]对柔性油墨的粘度进行控制有利于涂布制备厚度均一的导电层。
[0059]在本发明一种优选的实施方式中，采用丝网印刷法将柔性油墨覆在耐蚀层表面;热压固化的条件为：温度80～200℃、压力1～10N、时间20～60min。
[0060]丝网印刷法制备涂层的速度快，质量稳定，制得的涂层耐久性强，并且其成本低廉，适合进行工业化生产。通过对热压固化的条件进行控制，制得的导电层以及耐蚀层的稳定性更强，若后续进行冲压处理，涂层不会发生开裂或剥离。
[0061]在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种上述实施方式中的燃料电池双极板或上述实施方式中的制备方法制得的燃料电池双极板在制备质子交换膜燃料电池领域中的应用。
[0062]以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
[0063]实施例1
[0064]本发明燃料电池双极板的一种实施例，本实施例所述燃料电池双极板的制备方法如下：
[0065]S1，以不锈钢作为基层材料，分别以水和酒精对其进行清洗后放入反应腔室，得到干净的基层;
[0066]S2，在干净的基层表面制备金属层，打开高功率脉冲离子注入设备，在干净的基层上沉积Ti金属层，使用的靶材为纯Ti，功率为2000W，时间为20min，Ti金属层的厚度为500nm;
[0067]S3，采用热辅助扩散法在Ti金属层表面进行氧化处理，温度为600℃，充入氧气，控制其气压为0.4Pa，时间为30min，形成氧化钛耐蚀层，耐蚀层的厚度为300nm;
[0068]S4，将氧化银粉末(平均粒径为80nm)和石墨加入乙醇中，在30℃下磁力搅拌5h，得到混合液，混合液中氧化银的浓度为0.003g/mL，石墨的浓度为0.008g/mL;然后对混合液进行离心，离心速率为10000r/min，离心时间为10min，在60℃干燥3h，得到柔性油墨，其粘度为60dPa·S。
[0069]S5，采用丝网印刷法将柔性油墨涂覆在耐蚀层表面，再通过热压固化法使导电层与耐蚀层结合;热压固化的条件为：温度120℃、压力5N、时间20min;所得导电层的厚度为1μm。
[0070]实施例2
[0071]本发明燃料电池双极板的一种实施例，本实施例所述燃料电池双极板的制备方法与实施例1的区别仅在于，S4中，混合液中氧化银和石墨的浓度不同，该燃料电池双极板的制备方法如下：
[0072]S1，以不锈钢作为基层材料，分别以水和酒精对其进行清洗后放入反应腔室，得到干净的基层;
[0073]S2，在干净的基层表面制备金属层，打开高功率脉冲离子注入设备，在干净的基层上沉积Ti金属层，使用的靶材为纯Ti，功率为2000W，时间为20min，Ti金属层的厚度为500nm;
[0074]S3，采用热辅助扩散法在Ti金属层表面进行氮化处理，温度为500℃，充入氮气，控制其气压为0.6Pa，时间为20min，形成氮化钛耐蚀层，耐蚀层的厚度为300nm;
[0075]S4，将氧化银粉末(平均粒径为80nm)和石墨加入乙醇中，在30℃下磁力搅拌5h，得到混合液，混合液中氧化银的浓度为0.003g/mL，石墨的浓度为0.005g/mL;然后对混合液进行离心，离心速率为10000r/min，离心时间为10min，在60℃干燥3h，得到柔性油墨，其粘度为50dPa·S;
[0076]S5，采用丝网印刷法将柔性油墨涂覆在耐蚀层表面，再通过热压固化法使导电层与耐蚀层结合;热压固化的条件为：温度130℃、压力5N、时间20min;所得导电层的厚度为1μm。
[0077]实施例3
[0078]本发明燃料电池双极板的一种实施例，本实施例所述燃料电池双极板的制备方法与实施例1的区别仅在于，S4中，混合液中氧化银和石墨的浓度不同，该燃料电池双极板的制备方法如下：
[0079]S1，以不锈钢作为基层材料，分别以水和酒精对其进行清洗后放入反应腔室，得到干净的基层;
[0080]S2，在干净的基层表面制备金属层，打开高功率脉冲离子注入设备，在干净的基层上沉积Ti金属层，使用的靶材为纯Ti，功率为2000W，时间为20min，Ti金属层的厚度为500nm;
[0081]S3，采用热辅助扩散法在Ti金属层表面进行氧化及氮化处理，温度为500℃，同时充入氧气和氮气，氧气和氮气的体积比为2:1，控制其气压为0.6Pa，时间为20min，形成氧化钛/氮化钛复合耐蚀层，耐蚀层的厚度为300nm;
[0082]S4，将氧化银粉末(平均粒径为80nm)和石墨加入乙醇中，在30℃下磁力搅拌5h，得到混合液，混合液中氧化银的浓度为0.003g/mL，石墨的浓度为0.01g/mL;然后对混合液进行离心，离心速率为10000r/min，离心时间为10min，在60℃干燥3h，得到柔性油墨，其粘度为90dPa·S;
[0083]S5，采用丝网印刷法将柔性油墨涂覆在耐蚀层表面，再通过热压固化法使导电层与耐蚀层结合;热压固化的条件为：温度110℃、压力5N、时间20min;所得导电层的厚度为1μm。
[0084]实施例4
[0085]本发明燃料电池双极板的一种实施例，本实施例所述燃料电池双极板的制备方法与实施例1的区别仅在于，S4中，混合液中氧化银和石墨的浓度不同，该燃料电池双极板的制备方法如下：
[0086]S1，以不锈钢作为基层材料，分别以水和酒精对其进行清洗后放入反应腔室，得到干净的基层;
[0087]S2，在干净的基层表面制备金属层，打开高功率脉冲离子注入设备，在干净的基层上沉积Ti金属层，使用的靶材为纯Ti，功率为2000W，时间为20min，Ti金属层的厚度为500nm;
[0088]S3，采用热辅助扩散法在Ti金属层表面进行氧化处理，温度为600℃，充入氧气，控制其气压为0.4Pa，时间为30min，形成耐蚀层，耐蚀层的厚度为300nm;
[0089]S4，将氧化银粉末(平均粒径为80nm)和石墨加入乙醇中，在30℃下磁力搅拌5h，得到混合液，混合液中氧化银的浓度为0.001g/mL，石墨的浓度为0.01g/mL;然后对混合液进行离心，离心速率为10000r/min，离心时间为10min，在60℃干燥3h，得到柔性油墨，其粘度为50dPa·S;
[0090]S5，采用丝网印刷法将柔性油墨涂覆在耐蚀层表面，再通过热压固化法使导电层与耐蚀层结合;热压固化的条件为：温度130℃、压力3N、时间30min;所得导电层的厚度为1μm。
[0091]实施例5
[0092]本发明燃料电池双极板的一种实施例，本实施例所述燃料电池双极板的制备方法与实施例1的区别仅在于，S4中，混合液中氧化银和石墨的浓度不同，该燃料电池双极板的制备方法如下：
[0093]S1，以不锈钢作为基层材料，分别以水和酒精对其进行清洗后放入反应腔室，得到干净的基层;
[0094]S2，在干净的基层表面制备金属层，打开高功率脉冲离子注入设备，在干净的基层上沉积Ti金属层，使用的靶材为纯Ti，功率为2000W，时间为20min，Ti金属层的厚度为500nm;
[0095]S3，采用热辅助扩散法在Ti金属层表面进行氧化处理，温度为600℃，充入氧气，控制其气压为0.4Pa，时间为30min，形成耐蚀层，耐蚀层的厚度为300nm;
[0096]S4，将氧化银粉末(平均粒径为80nm)和石墨加入乙醇中，在30℃下磁力搅拌5h，得到混合液，混合液中氧化银的浓度为0.005g/mL，石墨的浓度为0.005g/mL;然后对混合液进行离心，离心速率为10000r/min，离心时间为10min，在60℃干燥3h，得到柔性油墨，其粘度为50dPa·S;
[0097]S5，采用丝网印刷法将柔性油墨涂覆在耐蚀层表面，再通过热压固化法使导电层与耐蚀层结合;热压固化的条件为：温度100℃、压力3N、时间10min;所得导电层的厚度为1μm。
[0098]实施例6
[0099]本发明燃料电池双极板的一种实施例，本实施例所述燃料电池双极板的制备方法与实施例1的区别仅在于，耐蚀层、导电层的厚度不同，其具体制备方法如下：
[0100]S1，以不锈钢作为基层材料，分别以水和酒精对其进行清洗后放入反应腔室，得到干净的基层;
[0101]S2，在干净的基层表面制备金属层，打开高功率脉冲离子注入设备，在干净的基层上沉积Ti金属层，使用的靶材为纯Ti，功率为2000W，时间为20min，Ti金属层的厚度为500nm;
[0102]S3，采用热辅助扩散法在Ti金属层表面进行氧化处理，温度为500℃，充入氧气，控制其气压为0.4Pa，时间为20min，形成耐蚀层，耐蚀层的厚度为100nm;
[0103]S4，将氧化银粉末(平均粒径为80nm)和石墨加入乙醇中，在30℃下磁力搅拌5h，得到混合液，混合液中氧化银的浓度为0.003g/mL，石墨的浓度为0.008g/mL;然后对混合液进行离心，离心速率为10000r/min，离心时间为10min，在60℃干燥3h，得到柔性油墨，其粘度为100dPa·S;
[0104]S5，采用丝网印刷法将柔性油墨涂覆在耐蚀层表面，再通过热压固化法使导电层与耐蚀层结合;热压固化的条件为：温度120℃、压力5N、时间20min;所得导电层的厚度为3μm。
[0105]对比例1
[0106]一种燃料电池双极板，其制备方法如下：
[0107]S1，以不锈钢作为基层材料，分别以水和酒精对其进行清洗后放入反应腔室，得到干净的基层;
[0108]S2，在干净的基层表面采用磁控溅射法制备Ti金属层，气压为0.5Pa，时间为20min，所得Ti金属层的厚度为50nm;
[0109]S3，采用磁控溅射法在Ti金属层表面沉积Au，气压为0.5Pa，时间为3min，得到导电层;所得导电层的厚度为1μm。
[0110]性能测试
[0111]1)耐蚀性：采用电化学工作站测试动电位腐蚀电流密度，测试条件：-0.75V～+1.6V，扫描速度1mV/s，80℃下扫描，电解液为pH值为3的硫酸溶液，其中含有0.1ppm的HF;
[0112]2)导电性：采用接触电阻测试仪进行测试，测试压强为0.6MPa;
[0113]3)亲水性：采用接触角测试仪进行静态水接触角测试;
[0114]4)柔韧性：采用弯曲试验仪进行柔韧性测试，将试样弯折，以显微镜观察涂层表面有无裂纹和剥落，以此判定破坏程度，记录试样出现裂纹的弯曲角度;
[0115]表1为实施例及对比例中燃料电池双极板的性能测试结果。
[0116]表1
[0117]
[0118]图2为实施例1中燃料电池双极板在经过冲压后的SEM图，图3为对比例1中燃料电池双极板在经过冲压后的SEM图;由图可知，本发明制备的燃料电池双极板具有良好的抗冲压性能，其表面的涂层不会发生开裂。
[0119]由表1可知，本发明实施例1～6中的燃料电池双极板兼具良好的导电性、亲水性、柔韧性以及耐蚀性，适合应用于制备质子交换膜燃料电池。对比例1中导电层的材料为金，其成本高昂，并且柔韧性不如本发明中的燃料电池双极板。
[0120]此外，对比实施例1～5的性能测试结果可以发现，当导电层的材料中，氧化银和碳材料的质量比为3：(5～10)时，燃料电池双极板的动电位腐蚀电流密度均低于5E-7，具有良好的耐蚀性，同时，接触电阻均在5mΩ·cm2以内，具有良好的导电性，其水接触角都在80°以内，并且耐弯折角度可以达到40°以上，具有良好的亲水性和柔韧性，综合性能好，可以通过先制备涂层再冲压成型，具有良好的加工性能，适合进行工业化生产。
[0121]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(3)
