下文分析的現(xiàn)代公司雙極板／隔板相關(guān)專(zhuān)利的公開(kāi)號(hào)為：US10329665B2、 US10320008B2。

3．2．1 US10329665B2－防止碳涂層碳原子向金屬基板滲透

圖3－9 現(xiàn)有技術(shù)與US10329665B2中技術(shù)對(duì)比

現(xiàn)有技術(shù)中，可通過(guò)在金屬隔板上涂覆碳層來(lái)增加其耐蝕性。但是，當(dāng)使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（“PECVD”）將碳涂覆到金屬層上時(shí)，由于該工藝產(chǎn)生的高溫會(huì)使碳原子會(huì)滲透到金屬隔板中，削弱了金屬基板和碳涂層之間的結(jié)合層。在這種情況下，當(dāng)燃料電池工作時(shí)，弱粘附強(qiáng)度和碳層的低密度導(dǎo)致接觸電阻和腐蝕特性降低。

基于此，US10329665B2公開(kāi)了一種燃料電池用隔板的涂層涂覆方法，具體為：在金屬基板上，通過(guò)將碳擴(kuò)散抑制離子滲透到金屬基板的表面中來(lái)形成離子滲透層；在離子滲透層上形成碳涂層。

圖3－10 燃料電池隔板涂層的詳細(xì)橫截面示意圖

其中，在形成離子滲透層前，可去除金屬基板表面上的氧化膜；碳擴(kuò)散抑制離子可以是氮離子或硼離子；離子滲透層的形成可以在300～ 550℃下進(jìn)行，約10～120分鐘，厚度在30～300nm。

3．2．2 US10320008B2－調(diào)整流路孔結(jié)構(gòu)，防止GDL損傷

圖3－11 現(xiàn)有技術(shù)中的多孔隔板（a．立體圖；b：俯視圖；c：A－A向截面圖）

在現(xiàn)有技術(shù)提及的多孔分隔板中，在其斜面上形成有多個(gè)流路孔，用以流通反應(yīng)氣體。由于這種結(jié)構(gòu)特性，流路孔的切斷部與氣體擴(kuò)散層（GDL）接觸，并且應(yīng)力集中于該接觸區(qū)域，容易導(dǎo)致氣體擴(kuò)散層的碳纖維被破壞，從而引起反應(yīng)氣體的擴(kuò)散性和排水性能的劣化以及對(duì)膜電極組件造成物理?yè)p傷。

基于此，US10320008B2公開(kāi)了一種燃料電池用多孔分隔板，其具有改進(jìn)的流路孔以防止因應(yīng)力集中而導(dǎo)致氣體擴(kuò)散層或膜電極組件被破壞，具體包括：與氣體擴(kuò)散層或膜電極組件接觸的第一接觸部；與冷卻劑通道接觸的第二接觸部；連接在第一接觸部和第二接觸部之間的連接部；以及在連接部中形成的流路孔，其中流路孔的內(nèi)表面的一部分朝著流路孔的中心突出。

圖3－12 多孔分隔板－流路孔形狀截面圖與突出部示意圖

由于朝著流路中心線突出的突出部表面可以與氣體擴(kuò)散層或膜電極組件的外表面緊密接觸，可使得流路孔的內(nèi)表面切斷部與氣體擴(kuò)散層或膜電極組件接觸的面積最小化。因此，可以防止流場(chǎng)板在氣體擴(kuò)散層或膜電極組件上引起應(yīng)力集中，使氣體擴(kuò)散層或膜電極組件的結(jié)構(gòu)性破壞最小化，由此可改善反應(yīng)氣體的擴(kuò)散性并減輕反應(yīng)表面上應(yīng)力的過(guò)度集中，從而提高燃料電池堆的耐用性。

3．3 本田公司

圖3－13 本田公司6月公開(kāi)專(zhuān)利技術(shù)構(gòu)成

2019年6月，本田公司在燃料電池領(lǐng)域共公開(kāi)專(zhuān)利16件，主要涉及電堆、系統(tǒng)控制、系統(tǒng)檢測(cè)等技術(shù)分支。

下文分析的本田公司雙極板／隔板相關(guān)專(zhuān)利的公開(kāi)號(hào)為：JP2019096382A。

3．3．1 JP2019096382A－防止制冷劑流路中流動(dòng)的制冷劑流量減少

在現(xiàn)有技術(shù)中，金屬隔板的一方表面設(shè)置有反應(yīng)氣體流路以及凸起密封件，在另一方表面設(shè)置有制冷劑流路。在此情況下，凸形狀的凸起密封件的背側(cè)（凹形狀）成為流路，制冷劑在該流路流動(dòng)。因此，制冷劑經(jīng)由該流路從制冷劑入口連通孔朝向制冷劑出口連通孔旁通。由此，在制冷劑流路流動(dòng)的制冷劑流量減少，冷卻效率降低。

基于此，JP2019096382A公開(kāi)了能夠減少通過(guò)凸起密封件的背側(cè)流路從制冷劑入口連通孔向制冷劑出口連通孔旁通的制冷劑的旁通量的燃料電池用金屬隔板以及燃料電池。（見(jiàn)下圖）

圖3－14 金屬隔板正面說(shuō)明圖

改進(jìn)詳細(xì)如下：

凸起內(nèi)流路將制冷劑入口連通孔與所述制冷劑出口連通孔連通，并且在所述凸起內(nèi)流路的一部分設(shè)置流路截面積比其它部位小的狹窄部位。狹窄部位可通過(guò)填充件填充于凸起內(nèi)流路的一部分來(lái)形成；同時(shí)，填充件的截面積相對(duì)于凸起內(nèi)流路的截面積的比率在70％以下。

3．4 JFE鋼鐵公司

2019年6月，JFE鋼鐵在燃料電池領(lǐng)域共公開(kāi)3篇專(zhuān)利，均涉及燃料電池雙極板。下面挑選了其中一篇專(zhuān)利（JPWO2018198685A1）來(lái)進(jìn)行分析。

在現(xiàn)有燃料電池用隔板制造方法中，采用不銹鋼作為基板材料制造出的金屬隔板在實(shí)際使用過(guò)程中，其接觸電阻不會(huì)像原鋼材階段那樣減少，仍存在接觸電阻過(guò)大的情形（接觸電阻增大會(huì)造成燃料電池發(fā)電效率降低）。

基于此JPWO2018198685A1公開(kāi)了一種用于燃料電池隔板的不銹鋼板及其制造方法。具體為：

· 制備不銹鋼板作為基板材料，對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理（可選電解處理）；

· 對(duì)預(yù)處理后的不銹鋼板侵入含有氫氟酸溶液中，進(jìn)行蝕刻處理，以在不銹鋼板的表面上形成具有凹凸部分的凹凸結(jié)構(gòu)，凸部之間的平均間距為20nm以上且200nm以下。

· 對(duì)經(jīng)過(guò)蝕刻處理的不銹鋼板進(jìn)行Cr濃縮處理，Cr濃縮處理是在氧化性溶液中的浸漬處理或在不銹鋼板鈍化電位范圍內(nèi)的電解處理；

· 對(duì)Cr濃縮處理后的不銹鋼板進(jìn)行熱處理，并測(cè)定其接觸電阻。

圖3－15 不同不銹鋼板試料采用上述制造工藝的結(jié)果

3．5 其他部分雙極板／隔板公開(kāi)專(zhuān)利信息一覽