집전판이라고도 불리는 바이폴라판은 연료전지의 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 바이폴라판은 연료와 산화제를 분리하고 가스 침투를 방지하며, 전류를 수집 및 전도하여 높은 전도성을 갖는 등의 기능과 특성을 지닙니다. 또한, 설계 및 가공된 유로를 통해 가스가 전극 반응층에 고르게 분산되어 전극 반응을 촉진합니다. 흑연 바이폴라판은 여러 가지 압연 공정을 거쳐 제작됩니다.
1. 다층판 압연 방식:
다층 연속 압연기의 작동 과정은 다음과 같습니다. 베니어는 베니어 권취봉에서 인출되고, 베니어 양면에 접착제가 바인더 코팅 롤러를 통해 도포됩니다. 권취 롤러와 베니어가 결합되어 3겹 두께의 판이 형성되고, 롤러 사이의 간격은 일정한 두께로 압연됩니다. 그런 다음 가열기로 이송되어 가열 및 건조됩니다. 두께 제어를 통해 압연 및 두께 조정을 거쳐 지정된 크기에 도달한 후 소성 장치로 보내져 소성됩니다. 바인더가 탄화되면 마지막으로 압착 롤러로 성형됩니다.
연속 압연 방식을 사용하면 0.6~2mm 두께의 연성 흑연판을 압착할 수 있는데, 이는 단층 압연기보다 우수합니다. 그러나 판 두께가 두꺼워지면서 층간 박리 시 문제가 발생하여 사용에 어려움을 초래합니다. 그 이유는 압착 과정에서 발생하는 가스 과다 배출로 인해 층간 접착이 제대로 이루어지지 않기 때문입니다. 이 문제를 개선하기 위해서는 압착 공정 중 발생하는 배기가스 문제를 해결해야 합니다.
단층판 압연은 압착판 표면이 매끄럽기는 하지만 두께가 너무 두껍지 않습니다. 성형 두께가 너무 두꺼우면 균일성과 밀도를 확보하기 어렵습니다. 두꺼운 판을 만들기 위해서는 다층판을 겹쳐서 압착하여 다층 복합판을 만듭니다. 각 층 사이에 접착제를 첨가한 후 압연합니다. 성형 후에는 가열하여 접착제를 탄화시키고 경화시킵니다. 다층판 압연 방식은 다층 연속 압연기에서 수행됩니다.
2. 단층판 연속 압연 방식:
롤러의 구조는 다음과 같이 구성됩니다. (1) 웜 그래파이트 호퍼; (2) 진동 공급 장치; (3) 컨베이어 벨트; (4) 4개의 압력 롤러; (5) 한 쌍의 히터; (6) 시트 두께 제어 롤러; (8) 엠보싱 또는 패턴용 롤러; (9) 절단 칼; (10) 완제품 롤.
이 압연 방식은 접착제 없이 유연 흑연을 시트 형태로 압착할 수 있으며, 전체 공정은 롤러가 장착된 특수 장비에서 수행됩니다.
작업 과정: 고순도 흑연이 호퍼를 통해 공급 장치로 들어가 컨베이어 벨트에 떨어집니다. 압력 롤러를 통과하면서 일정한 두께의 재료층이 형성됩니다. 가열 장치는 고온을 발생시켜 재료층 내의 잔류 가스를 제거하고 미팽창 흑연을 최종적으로 팽창시킵니다. 그런 다음, 초기 형성된 역방향 재료가 두께 조절 롤러로 공급되어 지정된 크기에 따라 다시 압착되어 균일한 두께와 일정한 밀도를 가진 평판을 얻습니다. 마지막으로, 절단기로 절단한 후 완성된 배럴을 말아 올립니다.
위 그림은 흑연 바이폴라 플레이트의 롤링 성형 공정입니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 덧붙여, 탄소 재료에는 흑연, 성형 탄소 재료 및 팽창(연성) 흑연이 포함됩니다. 기존의 바이폴라 플레이트는 치밀 흑연으로 만들어지며 가스 흐름 채널 형태로 가공됩니다. 흑연 바이폴라 플레이트는 화학적으로 안정적이며 MEA와의 접촉 저항이 작습니다.
게시 시간: 2023년 10월 23일