双极板被称为是氢燃料电池的“骨架”,其作用主要是支撑膜电极、将氢气和氧气输送至膜电极并确保其能均匀分布充分反应,同时收集电流,完成散热,排出电池反应中生成的水。因此,理想的双极板需要具备导热性好、导电率高、接触电阻低、气密性高、机械强度高、耐腐蚀、易加工成本低等性能特点。2019-2022年间,我国燃料电池汽车用双极板市场规模分别为2.85亿、3.1亿和6.2亿元,石墨双极板(含复合双极板)市场占比从2019年的78%,降至2020年的65%和2021年的49%,与之对应的,金属双极板市场占比从22%、35%,上升到2022年的51%。根据共研网统计,2023年全球双极板市场规模到达到了数十亿元(人民币)。
我公司具有国际领先的高能脉冲磁控溅射(HiPIMS) 等离子体发生与成膜控制平台。该平台能够获得淹没性的高离化率等离子体,并且能够通过溅射脉冲和高压脉冲的波形匹配,实现高离化率成膜粒子能量可控。获得了非晶碳涂层、Ti,Cr系列纳米复合涂层体系的标准化工艺。
PEM 等离子体反馈控制技术研究: 采用等离子体发射光谱 (PEM)反馈控制方法,对等离子体成分特征谱线的实时监控,实现成膜粒子成分的设计与控制。掌握 PEM 等离子体反馈控制的作用机制,研究金属双极板涂层沉膜环境下,包括气压、基体偏压和 HiPIMS 电源电压脉冲以及频率等参数,PEM 控制系统的稳定性和可靠性以及所沉积涂层的微观结构和性能。为金属双极板防护涂层的制备提供了一个良好的环境沉积。
1、利用HiPIMS+镀膜技术制备金属双极板专用非晶碳涂层(AC)。
2、非晶碳涂层中碳原子有sp2和sp3两种杂化类型,同时具有石墨和金刚石的性能,因此具备良好的化学稳定性和致密的组织结构。
3、通过调节非晶碳涂层中sp2和sp3杂化比例,可提高非晶碳涂层的导电性能和抗腐蚀性能。 中科迈格采用HiPIMS+镀膜技术,开发的金属双极板处理专用的非晶碳涂层,涂层厚度均匀性优于10%,均匀致密。接触电阻达到0.82mΩ.cm²,电化学测试涂层耐腐蚀性能优异,腐蚀电流可达0.013μA/cm²,显著优于DOE标准。
北京中科迈格科技有限公司成立于2020年,技术来源于中科院力学所的涂层团队,专注于国际领先水平的表面技术开发应用,是集研发、设计、生产和销售为一体的科技型企业。 研发团队在真空镀膜装备、涂层体系设计领域拥有30余年的工作积累,拥有中科院力学所、北京航空航天大学、加拿大温莎大学等国内外数十个科研团队提供技术支撑。 公司提供双极板、数控刀具、车用模具、零部件等金属表面涂层系统性解决方案,拥有高能脉冲磁控溅射(HiPIMS) 镀膜机、多弧离子镀膜机、PEM等离子体控制系统、OES光谱采集系统、全自动超声清洗机等先进设备,确保涂层的使用寿命与稳定性。公司秉持“让涂层无处不在”的理念,通过涂层连接制造与产品,引领表面绿色制造,推动表面工程领域的高质量发展。
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李老师|联系电话:13051990821
原文始发于微信公众号(中科迈格):聚焦氢能产业——中科迈格金属双极板涂层解决方案