DE102023105976A1 - Polymer-graphitic bipolar plate and method for producing a bipolar plate - Google Patents
Polymer-graphitic bipolar plate and method for producing a bipolar plate Download PDFInfo
- Publication number
- DE102023105976A1 DE102023105976A1 DE102023105976.9A DE102023105976A DE102023105976A1 DE 102023105976 A1 DE102023105976 A1 DE 102023105976A1 DE 102023105976 A DE102023105976 A DE 102023105976A DE 102023105976 A1 DE102023105976 A1 DE 102023105976A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wall thickness
- polymer
- plate
- bipolar plate
- polymer graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 66
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 63
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000004049 embossing Methods 0.000 claims description 15
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 14
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000002226 simultaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0223—Composites
- H01M8/0226—Composites in the form of mixtures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Eine polymergraphitische Bipolarplatte (1) für einen Stapel elektrochemischer Zellen umfasst mindestens eine dreidimensional strukturierte, eine mittlere Wandstärke (dM) aufweisende Polymergraphitplatte (3, 4), welche erste Flachbereiche (8) aufweist, die in einer ersten Ebene (E1) liegen, sowie zweite Flachbereiche (9), die eine von der ersten Ebene (E1) um ein Mehrfaches der mittleren Wandstärke (dM) parallel beabstandete zweite Ebene (E2) tangieren, wobei die verschiedenen Flachbereiche (8, 9) durch Flanken (11) miteinander verbunden sind, und wobei mindestens einer der drei genannten Bereiche (8, 9, 11), das heißt Flachbereiche (8, 9) und Flanken (11), eine Materialanhäufung (14), verglichen mit einem unverformten Abschnitt der Polymergraphitplatte (3, 4), bezogen auf eine Projektion auf die erste Ebene (E1), aufweist, und zugleich in mindestens einem der beiden Flachbereiche (8, 9) eine Abprägung (15), das heißt ein Abschnitt verringerter Wandstärke (d15), ausgebildet ist.A polymer-graphitic bipolar plate (1) for a stack of electrochemical cells comprises at least one three-dimensionally structured polymer-graphite plate (3, 4) with an average wall thickness (dM), which has first flat areas (8) which lie in a first plane (E1), and second flat areas (9), which touch a second level (E2) which is spaced parallel from the first level (E1) by a multiple of the average wall thickness (dM), the different flat areas (8, 9) being connected to one another by flanks (11). , and wherein at least one of the three areas mentioned (8, 9, 11), i.e. flat areas (8, 9) and flanks (11), is an accumulation of material (14), compared to an undeformed section of the polymer graphite plate (3, 4), based on a projection onto the first plane (E1), and at the same time an impression (15), that is to say a section of reduced wall thickness (d15), is formed in at least one of the two flat areas (8, 9).
Description
Die Erfindung betrifft eine zur Verwendung in einem Stapel elektrochemischer Zellen, insbesondere Brennstoffzellen, geeignete polymergraphitische Bipolarplatte. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte.The invention relates to a polymer-graphitic bipolar plate suitable for use in a stack of electrochemical cells, in particular fuel cells. The invention further relates to a method for producing a bipolar plate.
Die
Die
Die
Mögliche geometrische Merkmale einer Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle sind in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Bipolarplatten aus polymergraphitischen Werkstoffen gegenüber dem Stand der Technik weiterzuentwickeln, wobei ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Materialverbrauch und Robustheit des Endproduktes, das heißt der Bipolarplatte, angestrebt wird.The invention is based on the object of further developing the production of bipolar plates made of polymer-graphitic materials compared to the prior art, with the aim of achieving a particularly favorable relationship between material consumption and robustness of the end product, i.e. the bipolar plate.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine polymergraphitische Bipolarplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte gemäß Anspruch 8. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtungen, das heißt die einzelne Bipolarplatte sowie einen eine Vielzahl solcher Bipolarplatten umfassenden Zellenstapel, und umgekehrt.This object is achieved according to the invention by a polymer-graphitic bipolar plate with the features of
Die anmeldungsgemäße, für die Verwendung in einem Stapel elektrochemischer Zellen, insbesondere Brennstoffzellen, vorgesehene polymergraphitische Bipolarplatte umfasst mindestens eine dreidimensional strukturierte Polymergraphitplatte, welche erste Flachbereiche aufweist, die in einer ersten Ebene liegen, sowie zweite Flachbereiche, die eine von der ersten Ebene um ein Mehrfaches der mittleren Wandstärke der Polymergraphitplatte parallel beabstandete zweite Ebene tangieren, so dass die gesamte Polymergraphitplatte zwischen den beiden genannten Ebenen angeordnet ist. Hierbei sind die verschiedenen Flachbereiche durch Flanken der Polymergraphitplatte miteinander verbunden, wobei mindestens einer der drei genannten Bereiche, das heißt Flachbereiche und Flanken, eine Materialanhäufung, verglichen mit einem unverformten Abschnitt der Polymergraphitplatte, bezogen auf eine Projektion auf die erste Ebene, aufweist, und zugleich in mindestens einem der beiden Flachbereiche eine Abprägung, das heißt ein Abschnitt verringerter Wandstärke, verglichen mit der mittleren Wandstärke der Polymergraphitplatte, ausgebildet ist.The polymer-graphitic bipolar plate according to the application, intended for use in a stack of electrochemical cells, in particular fuel cells, comprises at least one three-dimensionally structured polymer-graphite plate, which has first flat areas that lie in a first plane and second flat areas that are a multiple of the first level the average wall thickness of the polymer graphite plate affects the second plane spaced parallel to each other, so that the entire polymer graphite plate is arranged between the two planes mentioned. Here, the various flat areas are connected to one another by flanks of the polymer graphite plate, with at least one of the three areas mentioned, i.e. flat areas and flanks, having an accumulation of material compared to an undeformed section of the polymer graphite plate, based on a projection onto the first plane, and at the same time In at least one of the two flat areas, an impression, that is, a section of reduced wall thickness compared to the average wall thickness of the polymer graphite plate, is formed.
Die Polymergraphitplatte kann mit einem polyolefinen Binder gefertigt sein. Der Graphitanteil der Polymergraphitplatte kann 80 Gewichtsprozent oder mehr betragen.The polymer graphite plate can be made with a polyolefin binder. The graphite content of the polymer graphite plate can be 80 percent by weight or more.
Das Verfahren zur Herstellung der aus einer einzigen Polymergraphitplatte oder einer Mehrzahl solcher Platten, insbesondere zwei Stück, aufgebauten Bipolarplatte umfasst folgende Schritte:
- - Bereitstellung mindestens einer Polymergraphitfolie als Ausgangsprodukt des Herstellungsverfahrens,
- - Einlegen der Polymergraphitfolie in ein Werkzeug und Erzeugen einer Prägestruktur in einem kombinierten Präge- und Fließpressvorgang unter Temperatureinwirkung derart, dass Material der Polymergraphitfolie innerhalb eines in unveränderter Winkellage verbleibenden Abschnitts der Polymergraphitfolie verschoben und zumindest teilweise zum Wandstärkeaufbau in einem anderen Abschnitt, nämlich einer Flanke, der Polymergraphitfolie genutzt wird.
- - Provision of at least one polymer graphite film as the starting product of the manufacturing process,
- - Inserting the polymer graphite foil into a tool and producing an embossed structure in a combined embossing and extrusion process under the influence of temperature in such a way that material of the polymer graphite foil is displaced within a section of the polymer graphite foil remaining in an unchanged angular position and at least partially to build up the wall thickness in another section, namely a flank, the polymer graphite film is used.
Das Herstellungsverfahren kombiniert damit Verfahrensmerkmale des Prägens mit Merkmalen des Fließpressens. Damit sind stark ausgeprägte dreidimensionale Strukturierungen mit hohen Umformgraden bei zugleich weitreichenden Möglichkeiten der Einstellung der Wandstärke erzielbar.The manufacturing process thus combines process features of embossing with features of extrusion. This means that there are very pronounced three-dimensional structures with high Degrees of forming can be achieved with extensive options for adjusting the wall thickness.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass beim klassischen Tiefziehen zwangsweise die Wandstärke des ursprünglich flächigen, ebenen Werkstücks abnimmt, wobei dieser Effekt umso ausgeprägter ist, je höher der Umformgrad ist. Bei einem durch Tiefziehen hergestellten, eine Prägestruktur aufweisenden Produkt können je nach Verfahrensführung Spannungsspitzen in Flankenbereichen, in Übergangsbereichen zwischen Flanken und ebenen Bereichen oder auch innerhalb eines ebenen Bereichs des umgeformten Werkstücks auftreten. Um all diese Belastungszustände zu beherrschen, wird üblicherweise die Wandstärke des flächigen Ausgangsproduktes derart gewählt, das keine Überbeanspruchung des späteren, fertig umgeformten Werkstücks zu erwarten ist. Dementsprechend ist die Wandstärke des Werkstücks typischerweise in weiten Flächenbereichen überdimensioniert.The invention is based on the idea that in classic deep drawing the wall thickness of the originally flat, flat workpiece inevitably decreases, with this effect becoming more pronounced the higher the degree of deformation. In the case of a product manufactured by deep drawing and having an embossed structure, depending on the process, stress peaks can occur in flank areas, in transition areas between flanks and flat areas or even within a flat area of the formed workpiece. In order to control all of these stress conditions, the wall thickness of the flat starting product is usually selected in such a way that no overstressing of the later, completely formed workpiece is to be expected. Accordingly, the wall thickness of the workpiece is typically oversized in large areas.
Einer solchen partiellen Überdimensionierung der Wandstärke wird anmeldungsgemäß dadurch wirksam begegnet, dass während des Umformvorgangs Material innerhalb einer Ebene, in der das Werkstück liegt, verschoben und in einen in Relation zu dieser Ebene schräg gestellten Abschnitt des Werkstücks verlagert wird.According to the application, such a partial oversizing of the wall thickness is effectively counteracted by moving material within a plane in which the workpiece lies during the forming process and shifting it into a section of the workpiece that is inclined in relation to this plane.
Diese Materialverschiebung wird durch die Temperierung des Werkstücks auf ein Niveau von 120 °C bis 200 °C, insbesondere auf eine Temperatur von 150 °C ± 10 K, bei moderaten Presskräften ermöglicht.This material shift is made possible by tempering the workpiece to a level of 120 °C to 200 °C, in particular to a temperature of 150 °C ± 10 K, with moderate pressing forces.
Gemäß einer möglichen Verfahrensführung wird während des gleichzeitigen Prägens und Fließpressens Werkstoff der Polymergraphitfolie aus einem Flachbereich, das heißt einem in unveränderter Winkellage in einer der beiden genannten, zueinander parallelen Ebenen verbleibenden Abschnitt, teils zum Aufbau einer Verdickung im selben Bereich verwendet und teils in eine Flanke der in der Herstellung befindlichen Polymergraphitplatte verlagert. Als Ergebnis entsteht eine uneinheitliche Wandstärke in mindestens einem der Flachbereiche, wobei zugleich Material im Flankenbereich angehäuft wird. Eine solche Materialanhäufung in der Flanke bedeutet nicht zwangsläufig, dass in dem betreffenden Bereich ein lokales Maximum der Wandstärke existiert. Vielmehr kann das angehäufte Material auch über den gesamten damit verstärkten Bereich gleichmäßig verteilt sein, so dass dessen Wandstärke einheitlich ist. Insbesondere in einem Flachbereich kann je nach Art der Umformung auch ein Maximum und mehrere Minima der Wandstärke erzeugt werden, wobei sich die Minima beispielsweise jeweils am Übergang zu einer Flanke der Polymergraphitplatte befinden. According to a possible procedure, during the simultaneous embossing and extrusion, material of the polymer graphite film from a flat area, that is to say a section remaining in an unchanged angular position in one of the two mentioned mutually parallel planes, is used partly to build up a thickening in the same area and partly in a flank the polymer graphite plate being manufactured. The result is an inconsistent wall thickness in at least one of the flat areas, while at the same time material is piled up in the flank area. Such an accumulation of material in the flank does not necessarily mean that there is a local maximum in wall thickness in the relevant area. Rather, the accumulated material can also be evenly distributed over the entire area reinforced with it, so that its wall thickness is uniform. Particularly in a flat area, depending on the type of forming, a maximum and several minima of the wall thickness can also be generated, with the minima being located, for example, at the transition to a flank of the polymer graphite plate.
Die Flanken der eine mittlere Wandstärke aufweisenden Polymergraphitplatte sind gemäß verschiedener möglicher Ausführungsformen um einen Schrägstellungswinkel α von mindestens 30° und maximal 84° gegenüber den zwei zueinander parallelen Ebenen, in welchen die Flachbereiche liegen, schräg gestellt sind, wobei die Flankenwandstärke folgendermaßen nach unten und oben begrenzt ist:
- - Die Flankenwandstärke der Polymergraphitplatte ist größer als die Quadratwurzel aus dem Produkt aus der mittleren Wandstärke und dem Cosinus des Schrägstellungswinkels α.
- - Die Flankenwandstärke ist kleiner als das Produkt aus der mittleren Wandstärke und dem Cosinus des halben Schrägstellungswinkels α.
- - The flank wall thickness of the polymer graphite plate is greater than the square root of the product of the average wall thickness and the cosine of the inclination angle α.
- - The flank wall thickness is smaller than the product of the average wall thickness and the cosine of half the inclination angle α.
Unter der mittleren Wandstärke wird hierbei die ursprüngliche Wandstärke der noch nicht verformten Polymergraphitplatte verstanden. Die genannten Grenzen können sowohl bei Ausführungsformen, bei denen die Wandstärke einer Flanke in sich einheitlich ist, als auch bei Varianten mit uneinheitlicher Flankenwandstärke gültig sein.The average wall thickness is understood to mean the original wall thickness of the not yet deformed polymer graphite plate. The limits mentioned can be valid both in embodiments in which the wall thickness of a flank is uniform and in variants with non-uniform flank wall thickness.
Unabhängig von der genauen geometrischen Gestaltung der Polymergraphitplatten ist in sehr vielen Fällen die Möglichkeit gegeben, zwei gleichartige oder unterschiedliche Polymergraphitplatten zu einer Bipolarplatte zusammenzusetzen. An den beiden Au-ßenoberflächen der Bipolarplatte können, insbesondere im Bereich eines Aktivfeldes, beliebige strömungsleitende Strukturen, beispielsweise in Form von geraden oder gewellten Kanälen in Form einer alternierenden Tropfengeometrie, ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang wir beispielhaft auf die
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 eine aus zwei Polymergraphitplatten zusammengesetzte Bipolarplatte für ein elektrochemisches System, -
2 und3 weitere Gestaltungsmöglichkeiten von Polymergraphitplatten für elektrochemische Systeme, -
4 in schematisierter Ansicht eine Anlage zur Fertigung der Bipolarplatte nach1 .
-
1 a bipolar plate composed of two polymer graphite plates for an electrochemical system, -
2 and3 further design options for polymer graphite plates for electrochemical systems, -
4 A schematic view of a system for manufacturing thebipolar plate 1 .
Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämtliche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Unless otherwise stated, the following explanations refer to all exemplary embodiments. Parts that correspond to one another or have the same effect in principle are marked with the same reference numerals in all figures.
Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Bipolarplatte, die ein- oder mehrlagig aufgebaut sein kann, ist zur Verwendung in einem nicht weiter dargestellten Stapel elektrochemischer Zellen, insbesondere Brennstoffzellen, vorgesehen. Die Bipolarplatte 1 ist durch eine einzige Polymergraphitplatte 3 oder durch eine Anordnung aus zwei aufeinander liegenden, dauerhaft miteinander verbundenen Polymergraphitplatten 3, 4 gebildet. Die Polymergraphitplatten 3, 4 weisen in beiden Fällen einen Graphitanteil von mindestens 80 Gew.-% und einen polyolefinen Binder auf. Ausgangsprodukt zur Herstellung der Polymergraphitplatten 3, 4 ist eine Folie 19, das heißt Polymergraphitfolie, mit einer Wandstärke dM. Bei der fertiggestellten Polymergraphitplatte 3, 4 stellt dM die mittlere Wandstärke dar.A bipolar plate, marked overall with the
Jede Polymergraphitplatte 3, 4 tangiert eine erste Ebene E1 sowie eine hiervon parallel beabstandete Ebene E2. Der Abstand zwischen den Ebenen E1, E2 stellt die Dicke DH der Polymergraphitplatte 3, 4 dar. Sind zwei Polymergraphitplatten 3, 4 zu einer Bipolarplatte 1 zusammengesetzt, so wird jede Polymergraphitplatte 3, 4 auch als Halbplatte bezeichnet.Each
Bereiche der Polymergraphitplatte 3, welche auf der ersten Ebene E1 aufliegen, werden als erste Flachbereiche 8 bezeichnet. In entsprechender Weise werden Bereiche der Polymergraphitplatte 3, 4, welche die zweite Ebene E2 tangieren, als zweite Flachbereiche 9 bezeichnet. Sind zwei Polymergraphitplatten 3, 4 zu einer einzigen Bipolarplatte 1 zusammengesetzt, wie in
Jede Polymergraphitplatte 3, 4 weist eine Prägestruktur 5 mit Erhebungen 6 auf. Zumindest ein Teil der Erhebungen 6 liegt an der zweiten Ebene E2 an. Im Fall zusammengesetzter Halbplatten 3, 4 ist durch die Prägestrukturen 5 mindestens ein Hohlraum 7 gebildet, der insbesondere zur Durchleitung eines Kühlmittels nutzbar ist.Each
Die verschiedenen, an der ersten Ebene E1 beziehungsweise an der zweiten Ebene E2 anliegenden Flachbereiche 8, 9 ein und derselben Polymergraphitplatte 3, 4 sind durch Flanken 11 miteinander verbunden. Der Schrägstellungswinkel einer Flanke 11 gegenüber den Ebenen E1, E2 ist mit α bezeichnet. Zwischen der Flanke 11 und den Flachbereichen 8, 9 existieren abgerundete Bereiche 12, 13 der Polymergraphitplatte 3, 4, wie aus jeder der
Im Vergleich zu tiefgezogenen Folien sind die Flanken 11 in den Ausführungsbeispielen relativ zu den Flachbereichen 8, 9 nicht oder nur gering in ihrer Wandstärke geschwächt oder sogar verstärkt. Dies wird besonders deutlich bei Betrachtung einer projizierten Wandstärke dP im Bereich der Flanken 11, wie in jeder der
Im Vergleich mit einem solchen hypothetischen, rein durch Tiefziehen geformten Produkt ist in den Ausführungsbeispielen die mit d11 bezeichnete Flankenwandstärke relativ groß. Dies wird dadurch ermöglicht, dass beim Herstellungsprozess Material mindestens eines Flachbereichs 8, 9 in die Flanke 11 hinein verlagert wird.In comparison with such a hypothetical product formed purely by deep drawing, the flank wall thickness designated d11 is relatively large in the exemplary embodiments. This is made possible by the material of at least one
Zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens wird im Folgenden auf das Schema nach
In dem in
Im Verfahren nach
Im Rahmen der Herstellung der Halbplatten 4, in
Die Halbplatte 3 nach
Eine besonders starke Ausprägung der Materialanhäufung 14 ist im Fall
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- BipolarplatteBipolar plate
- 22
- PrägestrukturEmbossed structure
- 33
- Halbplatte, PolymergraphitplatteHalf plate, polymer graphite plate
- 44
- Halbplatte, PolymergraphitplatteHalf plate, polymer graphite plate
- 55
- PrägestrukturEmbossed structure
- 66
- Erhebungsurvey
- 77
- Hohlraumcavity
- 88th
- erster Flachbereichfirst flat area
- 99
- zweiter Flachbereichsecond flat area
- 1010
- FertigungsanlageManufacturing facility
- 1111
- FlankeFlank
- 1212
- abgerundeter Bereichrounded area
- 1313
- abgerundeter Bereichrounded area
- 1414
- Materialanhäufung in der FlankeMaterial accumulation in the flank
- 1515
- Abprägung, Abschnitt verringerter WandstärkeImprint, section of reduced wall thickness
- 1616
- lokale Verdickung in der Erhebunglocal thickening in the elevation
- 1717
- lokale Verdickung im ersten Flachbereichlocal thickening in the first flat area
- 1818
- CoilCoil
- 1919
- Foliefoil
- 2020
- Präge- und FließpressvorrichtungEmbossing and extrusion device
- 2121
- Walzeroller
- 2222
- Walzeroller
- 2323
- HeizelementHeating element
- 2424
- Schneidevorrichtungcutting device
- 2525
- Werkzeugteiltool part
- 2626
- Werkzeugteil tool part
- αα
- Winkelangle
- d8d8
- Wandstärke im ersten FlachbereichWall thickness in the first flat area
- d9d9
- Wandstärke im zweiten FlachbereichWall thickness in the second flat area
- d11d11
- Flankenwandstärkeflank wall thickness
- d15d15
- Wandstärke im Bereich der AbprägungWall thickness in the area of the impression
- dMdm
- mittlere Wandstärkemedium wall thickness
- dPdp
- projizierte Wandstärkeprojected wall thickness
- DGDG
- GesamtdickeTotal thickness
- DHDH
- Dicke einer HalbplatteThickness of a half plate
- E1E1
- erste Ebenefirst floor
- E2E2
- zweite Ebenesecond level
- MEM.E
- MittelebeneMiddle level
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10216306 B4 [0002]DE 10216306 B4 [0002]
- DE 112005001954 B4 [0003]DE 112005001954 B4 [0003]
- DE 102020204303 A1 [0004]DE 102020204303 A1 [0004]
- DE 102020216095 A1 [0005]DE 102020216095 A1 [0005]
- DE 102021105373 A1 [0018]DE 102021105373 A1 [0018]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102023105976.9A DE102023105976A1 (en) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | Polymer-graphitic bipolar plate and method for producing a bipolar plate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102023105976.9A DE102023105976A1 (en) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | Polymer-graphitic bipolar plate and method for producing a bipolar plate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102023105976A1 true DE102023105976A1 (en) | 2023-12-28 |
Family
ID=89075769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102023105976.9A Withdrawn DE102023105976A1 (en) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | Polymer-graphitic bipolar plate and method for producing a bipolar plate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102023105976A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10216306B4 (en) | 2002-04-14 | 2008-06-12 | Sgl Carbon Ag | Method for producing a contact plate for an electrochemical cell and its uses |
DE112005001954B4 (en) | 2004-08-19 | 2009-10-15 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | A method of forming a hydrophilic surface on a fuel cell element having a bipolar plate and fuel cell system |
DE102010061802A1 (en) | 2009-11-26 | 2011-09-01 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Separator for a fuel cell and its production process |
DE102017128712A1 (en) | 2016-12-07 | 2018-06-07 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | SHEET METHOD AND DEVICE |
DE102020204303A1 (en) | 2020-04-02 | 2021-10-07 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method of manufacturing bipolar plates for fuel cells and device |
DE102021111493A1 (en) | 2020-08-05 | 2022-02-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | FUEL CELL SEPARATOR AND MANUFACTURING METHOD FOR MANUFACTURING A FUEL CELL SEPARATOR |
-
2023
- 2023-03-10 DE DE102023105976.9A patent/DE102023105976A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10216306B4 (en) | 2002-04-14 | 2008-06-12 | Sgl Carbon Ag | Method for producing a contact plate for an electrochemical cell and its uses |
DE112005001954B4 (en) | 2004-08-19 | 2009-10-15 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | A method of forming a hydrophilic surface on a fuel cell element having a bipolar plate and fuel cell system |
DE102010061802A1 (en) | 2009-11-26 | 2011-09-01 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Separator for a fuel cell and its production process |
DE102017128712A1 (en) | 2016-12-07 | 2018-06-07 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | SHEET METHOD AND DEVICE |
DE102020204303A1 (en) | 2020-04-02 | 2021-10-07 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method of manufacturing bipolar plates for fuel cells and device |
DE102021111493A1 (en) | 2020-08-05 | 2022-02-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | FUEL CELL SEPARATOR AND MANUFACTURING METHOD FOR MANUFACTURING A FUEL CELL SEPARATOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0646188B1 (en) | Process and tool for producing a microstructured plastic layer | |
DE2527072C2 (en) | Method and device for producing a network | |
DE1479677A1 (en) | Method for producing an open network in plastic films | |
EP3189554B1 (en) | Flow element, bipolar plate and method for producing a flow element | |
DE112020001433T5 (en) | Temperature control plate with a microstructured liquid channel, especially for motor vehicles | |
EP2938478B1 (en) | Method and device for producing three-dimensional laid fibre scrims and component preforms made of fibres in two steps | |
EP1274524A1 (en) | Method for producing an acoustically effective stack of films for a motor vehicle heat shield | |
EP0418768B1 (en) | Stamping die and method of manufacture | |
DE102020118216A1 (en) | Plate-like fluid container | |
DE102023105976A1 (en) | Polymer-graphitic bipolar plate and method for producing a bipolar plate | |
EP3456531B1 (en) | Reinforcement structure made of flat, cellular base material and method for fabricating a three dimensional deformable, flat reinforcing structure | |
EP0997207A2 (en) | Tool and method for making the tool | |
DE3435188C2 (en) | Heating device for heating a film before it is thermoformed | |
DE102022106778A1 (en) | Pressing device, rolling device and method for producing metal sheets for electrochemical cells | |
DE102021109214A1 (en) | Method and system for generating variable densities in battery electrodes | |
EP3328614B1 (en) | Single-layer folding core | |
DE202008009248U1 (en) | Heat-insulating, plate-shaped component for wall or floor heating systems | |
DE102017122769B4 (en) | Tool for processing foamable and / or prefoamed plastic particles | |
DE102020127846A1 (en) | CORRUGATED HOLLOW STRUCTURES AND TWO-STAGE FORMING OF CORRUGATED HOLLOW STRUCTURES | |
DE212020000100U1 (en) | Manufacturing facility for a prism light guide film | |
DE10032308A1 (en) | Corrugated tube arrangement e.g. for motor vehicle and aircraft manufacture, has corrugations troughs forming the free-conductor cross-section | |
DE102018108391A1 (en) | Method for constructing a forming element for a forming tool and a forming element produced by means of such a method | |
DE102022104124B3 (en) | Electrochemical cell electrode and method of making an electrode | |
WO2019206448A1 (en) | Method, device and mould for thermoforming a flat film and installation for producing semifinished products and products | |
DE102022128913B3 (en) | Device for cooling a battery, method for producing the device, battery and vehicle comprising the device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R230 | Request for early publication | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |