與石墨雙極板相比，金屬雙極板因其具有良好的導電性、導熱性、機械加工性、制作工序較少、可制作超薄雙極板，并且量產工藝成熟，可以大幅降低量產成本而備受關注。
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到目前為止，不銹鋼、鋁合金、鈦合金、鎳合金、銅合金和金屬基復合材料已被應用于雙極板制造。但使用過程中存在易腐蝕的缺點，需要表面改性涂層保護。?
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一.金屬雙極板成型工藝
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1、沖壓成型工藝
沖壓工藝是用壓力裝置和剛性模具對板材施加一定的外力，使其產生塑性變形，從而獲得所需形狀或尺寸的一種方法。沖壓坯主要為熱軋和冷鐓鋼板，占世界鋼材的 60%~70%。
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因此，從原材料的角度來看，沖壓工藝占主導地位。而且，沖壓工藝生產的雙極板成本低和生產率高，具有薄（低至 0.051 mm）、均勻和高強度的特性，廣泛用于汽車，航空航天和其他領域。
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沖壓成型生產步驟：單極板沖壓、切邊、焊接、清洗、鍍膜、封裝、檢測。
2、液壓成型工藝
液壓成型工藝是一種利用液體或模具作為傳力介質加工成產品的一種塑性加工技術，液壓成型原理圖如圖3所示。與沖壓工藝相比，模具需求量少（只需要一套模具）。液壓成型在尺寸和表面質量方面優于沖壓工藝，而沖壓工藝具有較高的生產率。
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圖源自美最時貿易
3、蝕刻工藝
無需開模具，對設計 圖形無限制，復雜設計也可以加工和 更改，開發成本低。蝕刻雙極板精度高，全刻半刻、 添加LOGO均能實現。
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蝕刻金屬雙極板工藝流程：
開料→清洗板材→干膜或涂布→烘干→曝光→顯影→烘干→蝕刻→脫膜?。材料經過前處理清洗后，便會進行雙極板蝕刻，生產出陰極板和陽極板。后續經過質量檢測、激光焊接、涂層處理、密封等工序，最終制成雙極板。
4、橡膠墊成型工藝
橡膠墊成型，也稱為柔性成型工藝，是一種用于微/中型流道成型的新型沖壓方法，該方法可以解決沖壓和液壓成型過程中的裂紋、皺紋和表面波紋的問題。橡膠墊成型原理如圖4所示，它由一個剛性模具和一個橡膠板組成，并且它們之間的接觸表面是柔性的，這極大地提高了微尺度流道的可成型性。
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另外，橡膠墊和剛性模具不需要在成型過程中精確組裝，從而可以大大減少時間和成本。這種成型的主要缺點是橡膠墊的使用壽命短，需要經常更換。?
二.金屬雙極板涂層
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盡管金屬有很多優點，但金屬雙極板更容易被腐蝕，這會對其性能和耐久性產生不利影響。
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金屬雙極板產生腐蝕的原因是：
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在陽極處，由于還原環境的存在，將起保護性作用的金屬氧化物層還原，形成氫化物并使金屬溶解在水中，金屬通過水蒸氣混入燃料流中，可能潛在地增加質子交換膜污染的風險并且對催化劑層的活性造成不利影響；
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在陰極處，氧化環境的存在會大大提高金屬雙極板的腐蝕速率，從而導致性能下降，甚至整個電池堆過早失效。
表 金屬雙極板的涂層材料
| 涂層類型 | 涂層處理 | 雙極板材料 |
| 金 | 脈沖電流電鍍沉積 | 鋁、鈦、鎳、不銹鋼 |
| 石墨箔層 | 噴漆或壓制 | 鋁、鈦、鎳 |
| 石墨夾層 | 物理蒸汽沉積或化學陽極電鍍/氧化保護涂覆 | 鋁、鈦、鎳、不銹鋼 |
| 銦錫氧化物 | 電子束蒸發 | 不銹鋼 |
| 氧化鉛 | 蒸汽沉積與濺鍍 | 不銹鋼 |
| 不銹鋼 | 物理蒸汽沉積或化學蒸汽沉積、無電鍍沉積 | 鋁、鈦、不銹鋼 |
豐田汽車公司率先在旗下Mirai燃料電池汽車上使用金屬雙極板和涂層，解決了腐蝕、成本和導電等一些列問題。金屬雙極板的涂層材料如表3所示，從表中可以看出金屬雙極板的涂層材料主要包括2類：
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第1類是碳基涂層，如石墨涂層；?
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第2類是金屬基涂層，如貴金屬涂層、金屬碳化物或氮化物涂層及金屬氧化物涂層等。
從涂層的工藝路線來看，目前主要有4類不同的工藝路線：電鍍、化學渡（例如：熱浸渡、涂料噴裝、噴 涂）、CVD（化學氣相沉積）、PVD（物理氣相沉積）。
目 前，國內在金屬板涂層方面應用更多是PVD工藝。采 用 PVD 工藝的涂層純度高、致密性好，涂層與基體結合牢固，涂層不受基體材料的影響，是比較理想的金屬雙極板表面改性技術。?
原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：金屬雙極板制備工藝：沖壓、液壓、蝕刻等
