Tipi e metodi di preparazione dei rivestimenti superficiali su piastre bipolari metalliche

L'ambiente di lavoro della cella a combustibile a idrogeno è acido, quindi la piastra bipolare come scheletro di supporto deve avere una buona resistenza alla corrosione. È necessario evitare che la piastra bipolare venga passivata in condizioni ricche di ossigeno e causi un aumento della resistenza di contatto e per prevenire la corrosione dell'ambiente di servizio dei metalli medi.

Di solito, per risolvere il problema della corrosione dei componenti della batteria, la superficie delle piastre bipolari metalliche è rivestita con rivestimenti resistenti alla corrosione. I tipi includono: rivestimenti in metallo e lega, rivestimenti in composti metallici, rivestimenti in carburo metallico, rivestimenti in nitruro metallico e rivestimenti non metallici. Strati, ecc., alcuni rivestimenti possono non solo migliorare le prestazioni anticorrosione della superficie, ma anche garantire la conduttività e altre proprietà della superficie.

La superficie delle piastre bipolari delle batterie in acciaio inossidabile o in lega di Ti è solitamente elettroplaccata con uno strato di lega Ni-WP o Ni-Cu-P. Può anche essere galvanizzato con uno strato denso di Ni-Cu. La sua stabilità termica, conduttività e resistenza alla corrosione sono migliori della placcatura TiN. . Quando si utilizza il processo di galvanica, è necessario un trattamento di preplaccatura o di placcatura a impatto per ottenere un rivestimento anticorrosivo che sia saldamente combinato con il substrato di acciaio inossidabile e lega di titanio.

La superficie della piastra bipolare in acciaio inossidabile 316L può essere rivestita con rivestimenti TiN, CrN e TiCrN tramite magnetron sputtering per migliorarne la resistenza alla corrosione mantenendo una bassa resistenza di contatto superficiale e una buona conduttività.

È anche un buon metodo per galvanizzare la placcatura in nichel scuro o in lega di nichel-fosforo per elettrolisi sulla superficie del lato anodico della piastra bipolare metallica. È necessario scegliere un processo di nichelatura chimica a basso stress e un processo di nichelatura chimica ad alto contenuto di fosforo. Lo strato di nichelatura risultante ha una forza di adesione, resistenza alla corrosione e conduttività elettrica sono entrambe buone.

I parametri del processo di nichelatura possono anche essere regolati per produrre un certo grado di idrofobicità sulla superficie dello strato di nichelatura. In questo modo la batteria non verrà facilmente bagnata dalla soluzione elettrolitica durante il funzionamento, evitando così la perdita della soluzione elettrolitica nella batteria.

Il design flessibile "tenuta a umido" delle piastre bipolari metalliche può causare la corrosione del carbonio delle piastre bipolari in acciaio inossidabile. Pertanto è assolutamente necessario eseguire un trattamento protettivo di "alluminizzazione" sul telaio di tali piastre bipolari in acciaio inox. .

Per le piastre bipolari metalliche in lega di titanio, la nitrurazione al plasma e altre tecnologie possono essere utilizzate per la modifica della superficie per migliorarne la resistenza alla corrosione. E il necessario trattamento di lucidatura viene effettuato prima e dopo la nitrurazione. Lo scopo è quello di migliorare la resistenza alla corrosione dello strato nitrurato rendendo la superficie liscia e brillante.