金属双极板表面涂镀层的类型及制备方法

氢燃料电池的工作环境呈酸性，因此作为支撑骨架的双极板需要有良好的耐腐蚀性能，既要防止双极板在富氧条件下，发生钝化导致接触电阻增加，又要防止服役环境中金属的腐蚀。

通常为解决电池部件的腐蚀问题，会金属双极板表面涂覆耐腐蚀涂镀层，类型有：金属及合金镀层、金属化合物涂层、金属碳化物涂层、金属氮化物涂层、非金属涂层等，有些涂层在提升其表面防腐蚀性能的同时，可以保障表面的导电性以及其他性能。

不锈钢或Ti合金电池双极板表面通常电镀Ni-W-P或Ni-Cu-P合金层，也可电镀一层致密Ni-Cu层，其热稳定性、导电性以及耐蚀性均优于TiN镀层。当采用电镀工艺时，需要进行镀前的预处理或冲击镀处理，以获得与不锈钢、钛合金基体结合牢固的防腐蚀镀层。

316L不锈钢双极板表面可以通过磁控溅射制备TiN、CrN、TiCrN镀层，以提高其耐蚀性，同时保持低的表面接触电阻和良好的导电性。

在金属双极板阳极侧表面进行电镀暗镍或化学镀镍磷合金层也是一种好方法，需要选择低应力的电镀镍工艺和高磷含量的化学镀镍工艺，所得镀镍层结合力、耐蚀性及导电性都较好。

还可以通过调整镀镍工艺参数，使镀镍层表面产生一定的疏水性，这样，电池工作时就不易被电解质溶液润湿，从而避免电池内电解质溶液的流失。

对金属双极板进行柔性“湿密封”设计，可能会发生碳酸盐对不锈钢双极板的碳腐蚀，因此，对这种不锈钢双极板的边框进行“渗铝”保护处理是非常必要的。

针对钛合金金属双极板，可用等离子体渗氮等技术进行表面改性以提高其耐蚀性。并且在渗氮前及渗氮后进行必要的抛光处理，目的就是通过表面的平整光亮来提高渗氮层的耐蚀性。

来源：《腐蚀与防护》2023年7期，《氢燃料电池汽车零部件及其防腐蚀技术》，节选，作者：高荣龙1，向可友1，曹瑞2，刘慧丛3，朱立群3，如有侵权，请联系删除