雙極板，亦被稱為集流板，是燃料電池和液流電池不可或缺的部件。它通常由兩塊形狀和大小相同的薄板組成，這兩塊板被巧妙地連接在一起，分別被稱為陽極板和陰極板。

一、核心功能與技術(shù)要求

1.?導(dǎo)電與導(dǎo)熱?

雙極板需具備高導(dǎo)電性以降低歐姆損耗，同時需快速傳導(dǎo)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，確保電堆溫場穩(wěn)定。石墨材料的接觸電阻最?。s3-8mΩ·cm2），而金屬雙極板需通過表面涂層（如PVD鍍層）降低接觸電阻至10-30mΩ·cm2。

2. ?氣體分配與流體管理?

通過精密流道設(shè)計（如蛇形、交指形）優(yōu)化氣體分布均勻性，提升反應(yīng)效率。

3. ?結(jié)構(gòu)支撐與密封?

需承受電堆組裝預(yù)緊力（通?！?00N/cm2）并實現(xiàn)“濕密封”，防止氣體泄漏。

二、雙極板分類

雙極板根據(jù)其制造材料，主要可以分為三類：石墨雙極板、金屬雙極板以及復(fù)合材料雙極板。

下面重點介紹下石墨雙極板：

石墨雙極板是燃料電池、液流電池等能源設(shè)備的關(guān)鍵組件，憑借其優(yōu)異的導(dǎo)電性、耐腐蝕性和穩(wěn)定性，在新能源領(lǐng)域占據(jù)重要地位，其關(guān)鍵原材料包括石墨粉和膨脹石墨。石墨粉，這種礦物粉末以碳單質(zhì)為主要成分，不僅耐高溫，還展現(xiàn)出優(yōu)良的可塑性，同時具備出色的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。而膨脹石墨，作為新型功能性碳素材料，通過天然石墨鱗片的插層、水洗、干燥及高溫膨脹工藝制備而成，它賦予了石墨雙極板柔軟、壓縮回彈性、吸附性和耐輻射性等獨特特性。

石墨雙極板憑借其高導(dǎo)電率、卓越的化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及耐腐蝕性，使得與膜電極之間的接觸電阻降低，從而成為國內(nèi)雙極板應(yīng)用的主流。但需注意的是，石墨作為一種多孔脆性材料，其強(qiáng)度和脆性限制了其氣密性的表現(xiàn)。因此，需要通過浸漬和碳化處理來制備無孔石墨板，以滿足雙極板的氣密性要求。

三、石墨雙極板加工工藝

石墨雙極板的加工工藝直接影響其導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度及生產(chǎn)成本，目前主流工藝涵蓋傳統(tǒng)機(jī)加工、模壓成型、注塑成型及創(chuàng)新預(yù)處理技術(shù)等。

（一）傳統(tǒng)機(jī)加工工藝

1）?原材料處理?
采用石墨塊或硬質(zhì)石墨板材，經(jīng)高溫石墨化（2500-3000℃）處理提升純度，再通過浸漬工藝填充孔隙（常用酚醛樹脂或糠醇樹脂），浸漬壓力達(dá)0.3MPa并保持8小時以增強(qiáng)致密性。

2）?精密加工流程?

（1）?切片?：將石墨塊切割至目標(biāo)厚度（通常1.5-3mm）；

（2）?打磨?：粗磨、中磨、細(xì)磨三階段實現(xiàn)±0.01mm表面精度；

（3）?流道雕刻?：CNC加工形成蛇形/交指形流道，最小線寬可達(dá)0.2mm；

（4）?密封處理?：采用絲印或粘接工藝加工密封槽，150℃固化1小時完成組裝。
（二）模壓成型工藝

1）?原料混合?

將膨脹石墨（80-90wt%）與樹脂（如環(huán)氧樹脂）混合，通過雙螺桿擠出機(jī)造粒，確保導(dǎo)電填料均勻分布。

2）?高壓成型?

?溫度控制?：模具加熱至150-200℃，樹脂流動性優(yōu)化；

?壓力參數(shù)?：200-300MPa高壓壓制，流道精度達(dá)±15μm；

3）?后處理?：硫化定型后需二次浸漬降低孔隙率至0.5%以下。
?優(yōu)勢?：適合量產(chǎn)，單線產(chǎn)能可達(dá)30萬片/年。

（三）新型預(yù)處理與復(fù)合工藝

1）?柔性石墨板預(yù)處理?
采用滑動切割裝置打斷片層結(jié)構(gòu)，提升模壓填充均勻性，減少表面裂紋和孔隙缺陷。

2）?注塑成型技術(shù)?
石墨粉與熱塑性樹脂（如PPS）混合后注塑，成型周期縮短至2分鐘，但需添加碳纖維（10-15wt%）補(bǔ)償導(dǎo)電性損失。

3）?3D打印微流道?
結(jié)合石墨-聚合物復(fù)合材料，實現(xiàn)0.2mm超薄流道，雙極板厚度降至0.6mm，突破傳統(tǒng)模具限制。

石墨雙極板發(fā)展前景較好，在燃料電池領(lǐng)域，中國氫燃料電池汽車2023年產(chǎn)銷量同比增長超40%，帶動石墨雙極板市場規(guī)?？焖贁U(kuò)張，其市場占比達(dá)58.7%。固定式發(fā)電站、數(shù)據(jù)中心等場景需求提升，依賴雙極板的高耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性（耐受2000℃高溫。在?儲能領(lǐng)域?，液流電池雙極板市場規(guī)模預(yù)計年增20%，適配可再生能源儲能系統(tǒng)。另外，廢水處理裝置、電解水制氫設(shè)備需求增長，推動雙極板在催化氧化、耐酸堿場景中的應(yīng)用。