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燃料电池电堆作为燃料电池动力系统的核心部件，维系着整个燃料电池系统的能量输出过程，在很大程度上决定了燃料电池整体性能、寿命和成本等关键因素。燃料电池电堆由多片单电池组成，单电池则由双极板、膜电极（包含质子交换膜、催化层和气体扩散层等）和密封件等构成。

其中双极板和膜电极是电堆最重要的两个部件。双极板是质子交换膜燃料电池电堆的关键结构部件之一，相邻单电池通过双极板串联连接，而燃料、氧化剂、冷却剂以及反应产物则在特定的流场内进行分配和传输。这就要求双极板具有优异的导电性和对气体、液体具有良好的阻隔性。双极板在燃料电池的体积、重量和成本中均占有较大比重。

需解决的主要技术难题

双极板寿命要求是车用燃料电池电堆耐久性要求的保障。工艺性和表面平滑度是与成本、工艺性和量产品质相关的要求。高制造精度和低表面粗糙度可以严格保证极板良好的导电接触、低流体阻力和低堵水能力，从而满足极板的性能要求。

现有的双极板主要分为石墨双极板，金属双极板以及复合双极板三种。

 石墨双极板

石墨材料最早被利用来制造双极板，包括人造石墨和天然石墨两种。石墨在燃料电池工作环境下具有优异的耐蚀性、高化学稳定性以及良好的导电性，同时对催化剂和膜不产生污染。这些优点使石墨材料成为一种很好的制造双极板的原料，其流道一般采用机加工方式生产。但石墨本质上具有较低的弯曲强度，并且容易发生断裂，同时容易产生缺陷，造成石墨板漏气。所以机加工的石墨板需要通过后处理过程如浸渍树脂来防止气体渗透。因此，成本高、机械性能和工艺性差对石墨板而言是主要的技术瓶颈。尽管如此，石墨双极板仍然是目前燃料电池市场的主流，在燃料电池公交车和物流车上广泛使用。

 金属双极板

近年来金属双极板引起了业界的广泛关注，以丰田、本田等为代表的车企使用金属双极板工艺在燃料电池乘用车领域获得了成功的应用。金属双极板具有优异的导电、导热性能、机械加工性、致密性，同时具备强度高、阻气性好等优势，可以为乘用车提供良好的动力密度、低温（-40℃）启动保障，并且适合大批量低成本生产。

为了提高金属基体材料的耐蚀性和表面接触电阻，一般对其进行表面处理改性来实现双极板的总体技术要求。表面涂层材料除了满足燃料电池工作环境对化学/电化学稳定性的基本要求外，还应具有与基底金属材料的热/化学兼容性、与GDL的低界面接触电阻、高纯度、低VOC和EOC含量、低成本以及易于量产等特点。根据极板的功能，涂层具有较低的界面接触电阻非常重要。合理地选择涂覆化合物，能够在涂层厚度较小的情况下与GDL之间具备所需的接触电阻。

金属板的另一个主要制造工艺是焊接：阳极板和阴极板一般焊接成一体形成具有集成冷却流道的双极板。由于金属板超薄的厚度，焊接过程中过热和长时加热会产生极板的金属性能退化、大的残余应力、焊缝的扭曲变形以及封闭的热影响区。目前可使用基于较小光束尺寸和较高焊接速度的固态光纤激光来缓解这些问题。

 复合双极板

复合板可以使用不同的基质材料。根据基质材料的不同，极板复合材料可主要包括碳/碳复合材料（确切来讲，碳/石墨）、金属/碳复合材料、热塑性石墨复合材料和热固性石墨复合材料。复合材料中柔性和耐受性的基质（如热固性和热塑性）改善了石墨的机械性能和工艺性。因此，相比于昂贵和缓慢地机加工，能够通过更高效地工艺生产更高鲁棒性的复合板，包括更薄的厚度和更精细的流场。尽管碳/碳复合材料通常显示很好的性能和耐久性，主要的问题是成本依然很高，各大厂商较少采用，这主要与其复杂的制造工艺和使用较大量的昂贵的石墨材料有关。在金属/碳复合材料双极板中，金属并不直接接触电极，而是采用石墨材料作为流场，从而既避免了金属板腐蚀问题，同时又利用了金属板厚度小和没有气体渗透的优点。新源动力前几代电堆，都采用了这个技术。

期望实现的主要技术目标

a 燃料电池双极板成本低于1元/kW；

b 极板重量小于***；

c 电导率大于300s/cm

处理进度