La plaque bipolaire, également appelée plaque collectrice, est l'un des composants importants de la pile à combustible. Elle possède les fonctions et propriétés suivantes : séparer le combustible et le comburant, empêchant ainsi la pénétration des gaz ; collecter et conduire le courant, et offrir une conductivité élevée ; le canal d'écoulement conçu et traité permet une distribution uniforme du gaz vers la couche de réaction de l'électrode pour la réaction. Il existe plusieurs procédés de laminage pour les plaques bipolaires en graphite.
1, méthode de laminage de plaques multicouches :
Le processus de fonctionnement de la lamineuse continue multicouche consiste à étirer le placage depuis la tige d'enroulement, puis à appliquer la colle des deux côtés du sol sur le rouleau d'application du liant. Le rouleau d'enroulement et le placage sont assemblés pour former une plaque de trois épaisseurs. L'espace entre les rouleaux est laminé à l'épaisseur souhaitée. La plaque est ensuite introduite dans le four pour chauffage et séchage. Grâce au contrôle d'épaisseur, le laminoir ajuste l'épaisseur à la taille souhaitée, puis est envoyé à la machine de torréfaction. Une fois le liant carbonisé, il est pressé à l'aide d'un rouleau presseur.
Le laminage continu permet de presser des plaques de graphite flexibles de 0,6 à 2 mm d'épaisseur, ce qui est supérieur à celui d'une lamineuse monocouche. Cependant, l'épaisseur de la plaque peut entraîner un décapage par couches, ce qui complique son utilisation. En effet, des gaz restent présents au milieu de la couche intermédiaire pendant le pressage, empêchant ainsi une liaison solide entre les couches. La solution consiste à résoudre le problème des gaz d'échappement lors du pressage.
Laminage de plaques monocouches : bien que la plaque de pression soit lisse, elle n'est pas trop épaisse. Un moulage trop épais rend difficile l'uniformité et la densité. Pour obtenir des plaques épaisses, des panneaux multicouches sont superposés et pressés pour former des panneaux composites multicouches. Un liant est ajouté entre chaque couche, puis laminé. Après formage, le liant est chauffé pour carboniser et durcir le liant. Le laminage de plaques multicouches est réalisé sur une lamineuse continue multicouche.
2, méthode de laminage continu de plaques monocouches :
La structure du rouleau se compose de : (1) une trémie pour le graphite à vis sans fin ; (2) un dispositif d'alimentation par vibration ; (3) une bande transporteuse ; (4) quatre rouleaux de pression ; (5) une paire de radiateurs ; (6) un rouleau pour contrôler l'épaisseur de la feuille ; des rouleaux pour le gaufrage ou le modelage ; (8) un rouleau ; (9) un couteau de coupe ; (10) un rouleau de produit fini.
Cette méthode de laminage permet de presser du graphite flexible en feuilles sans aucun liant, et l'ensemble du processus est réalisé sur un équipement spécial équipé de rouleaux à rouleaux.
Procédé de fabrication : le graphite de haute pureté pénètre dans le dispositif d'alimentation depuis la trémie et tombe sur le tapis roulant. Après le laminage par rouleau presseur, une couche de matériau d'une certaine épaisseur est formée. Le dispositif de chauffage génère une chaleur à haute température pour éliminer les gaz résiduels de la couche de matériau et expanser une dernière fois le graphite non expansé. Le matériau inverse initialement formé est ensuite introduit dans le rouleau qui contrôle l'épaisseur et est à nouveau pressé selon les dimensions spécifiées afin d'obtenir une plaque plane d'épaisseur uniforme et de densité définie. Enfin, après découpe, le cylindre fini est enroulé.
Ce qui précède présente le procédé de moulage par laminage d'une plaque bipolaire en graphite. J'espère pouvoir vous aider. Les matériaux carbonés comprennent également le graphite, les matériaux en carbone moulé et le graphite expansé (flexible). Les plaques bipolaires classiques sont fabriquées en graphite dense et usinées pour former des canaux d'écoulement de gaz. La plaque bipolaire en graphite présente des propriétés chimiques stables et une faible résistance de contact avec le MEA.
Date de publication : 23 octobre 2023