质子交换膜燃料电池金属双极板表面涂层的制备方法

摘要

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池金属双极板表面涂层的制备方法，采用低成本铁系、镍系金属材料制作双极板；采用掺杂氟(F)或锑(Sb)的氧化锡(SnO2)或氧化铟锡(ITO)或氧化镉锡(CTO)，此外还可少量掺杂钨、锆、铈、钛、钇、银、钒、铋、钕等金属氧化物等作为涂层。本发明公开了涂层通过喷雾热解、溅射等方法进行制备的工艺，包括：1)涂层溶液制备；2)金属双极板制备；3)喷涂、热解导电涂层制备及后处理。本发明解决了质子交换膜燃料电池因使用金属材料双极板成本太高的问题，取得了高耐蚀性、低接触电阻、导电、低成本等有益效果。

主权项

1.一种质子交换膜燃料电池金属双极板表面涂层的制备方法，其特征在于，采用喷雾热解法制备SnO₂:F导电涂层，该方法包括如下步骤：1)涂层溶液制备；将SnCl₂·xH₂O、氢氟酸或氟化氨、甲醇或乙醇或异丙醇、去离子水、盐酸按表1中比例配制成涂层溶液，70～90℃搅拌10～20min；表1另外，加入少许浓度36％的HCl；2)金属双极板制备；采用铁系、镍系合金经冲压、滚压、光刻腐蚀加工成金属双极板；将金属双极板放入有超声振荡的热碱或丙酮的有机溶液中进行除油处理；除油后的金属双极板放入稀硫酸中溶液中酸洗，除去表面金属杂质和氧化层，最后，在60～80℃环境烘干；3)喷涂、热解导电涂层制备及后处理；使用喷枪将涂层溶液均匀喷涂到金属双极板表面，热解制备SnO₂:F表面涂层；调节喷涂气压0.3～0.8Mpa、溶液喷涂速率10～20ml/min；喷涂过程中，金属双极板同时加热，加热温度为380～480℃，使前躯体溶液热解形成SnO₂:F涂层；喷涂、热解过程可在N₂保护气氛下进行；将上述制备有SnO₂:F表面涂层的金属双极板再放入浓度HNO₂∶H₂O＝1∶100的稀硝酸溶液中浸洗10～30s，浸洗后，SnO₂:F表面涂层用去离子水清洗，再经烘干即可。