Виды и методы приготовления поверхностных покрытий на металлических биполярных пластинах

Рабочая среда водородного топливного элемента кислая, поэтому биполярная пластина в качестве несущего каркаса должна иметь хорошую коррозионную стойкость. Это необходимо для предотвращения пассивации биполярной пластины в условиях обогащения кислородом и увеличения контактного сопротивления, а также для предотвращения коррозии средних металлов в среде эксплуатации.

Обычно для решения проблемы коррозии компонентов аккумуляторной батареи поверхность металлических биполярных пластин покрывают антикоррозийными покрытиями. К этим типам относятся: покрытия из металлов и сплавов, покрытия из соединений металлов, покрытия из карбидов металлов, покрытия из нитридов металлов и неметаллические покрытия. Слои и т. д. некоторых покрытий позволяют не только улучшить антикоррозионные характеристики поверхности, но и обеспечить проводимость и другие свойства поверхности.

На поверхность биполярных пластин аккумуляторной батареи из нержавеющей стали или титанового сплава обычно наносится гальваническое покрытие из сплава Ni-WP или Ni-Cu-P. На него также можно нанести гальваническое покрытие плотным слоем Ni-Cu. Его термическая стабильность, проводимость и коррозионная стойкость лучше, чем у покрытия TiN. . При использовании процесса гальванического покрытия необходима предварительная или ударная обработка для получения антикоррозионного покрытия, которое прочно сочетается с подложкой из нержавеющей стали и титанового сплава.

Поверхность биполярной пластины из нержавеющей стали 316L может быть покрыта покрытиями TiN, CrN и TiCrN методом магнетронного распыления, чтобы улучшить ее коррозионную стойкость, сохраняя при этом низкое поверхностное контактное сопротивление и хорошую проводимость.

Это также хороший метод нанесения гальванического покрытия из темного никеля или никель-фосфорного сплава химическим способом на анодную боковую поверхность металлической биполярной пластины. Необходимо выбрать процесс химического никелирования с низким напряжением и процесс химического никелирования с высоким содержанием фосфора. Полученный слой никелирования обладает прочностью сцепления. Коррозионная стойкость и электропроводность хорошие.

Параметры процесса никелирования также можно регулировать для обеспечения определенной степени гидрофобности на поверхности слоя никелирования. Таким образом, батарея не будет легко смачиваться раствором электролита во время работы, что позволяет избежать потери раствора электролита в батарее.

Гибкая конструкция металлических биполярных пластин с «мокрым уплотнением» может вызвать углеродистую коррозию биполярных пластин из нержавеющей стали. Поэтому очень необходимо выполнить защитную обработку «алюминированием» каркаса таких биполярных пластин из нержавеющей стали. .

Для металлических биполярных пластин из титанового сплава для модификации поверхности с целью повышения их коррозионной стойкости можно использовать плазменное азотирование и другие технологии. А необходимая полирующая обработка проводится до и после азотирования. Целью является повышение коррозионной стойкости азотированного слоя за счет придания поверхности гладкости и блеска.