于沿流动结构有效地重新分布机 械载荷，同时维持与膜细微间距接触（finely-pitchedcontact),从而提供用于气体扩散 的最佳孔隙率，并防止阳M"胀大"进入多孔流动结构。
[002引在示例性实施例中，如果电催化剂未与膜电极组件整合，则MI^L可W涂覆有电催 化剂层。所得到的层压的结构可W布置在电化学电池中，其电催化剂层W与PEM接触定位。 [0029] 在说明性实施例中，可W通过层压两个或多个具有不同尺寸的金属基体实现单个 压实的多孔金属基体之内的可变孔隙率。在一个该样的实施例中，形成最终压实的基体的 两个或多个多孔金属基体的初始孔隙率相同。在另一个实施例中，两个或多个多孔金属基 体的初始孔隙率彼此不同。图6A图示了如何将具有不同尺寸的两个多孔金属基体60、65 可W层压在一起W形成具有可变孔隙率的单个压实的多孔金属基体70。在一个该样的实施 例中，所获得的基体70包括具有不同的相对密度的两个分离的区域72、74,即低密度区域 72和高密度区域74。低密度区域72具有较高孔隙率并且提供小于高密度区域74的流动 阻力的流动阻力。而且，在一些实施例中，低密度区域72具有比高密度区域74的屈服强度 低的屈服强度。
[0030] 图6B-6D示出了压实的孔隙率可变的多孔金属基体的各种实施例。图6B和6C分 别图示了矩形框式压实的基体70和圆形框式压实的基体70,其中高密度区域74的所有侧 均由低密度区域72包围。图抓图示了矩形条式压实的基体70,其中基体的整个中屯、区域 包括高密度区域74,该高密度区域在顶部和底部上侧接低密度区域。
[0031] 在一些实施例中，旨在形成电化学电池的流动结构中的其中一个的多孔金属材料 会有缺陷(诸如缺失系带、大孔径、低金属载量(metalloading)等)，从而导致低密度区域， 该低密度区域可能具有比多孔金属材料的周围区域的屈服强度和弹性模量低的屈服强度 和弹性模量。当电化学电池中存在高压差时，由具有低密度区域的多孔金属材料所形成的 流动结构会不能够充分地支撑电解质膜，并可能导致膜挤压或破裂。为了避免在流动结构 中形成弱区域，多孔金属材料的低密度区域更大程度地巧塌（collapse),从而导致具有非 均匀的厚度的压实的多孔金属基体。在示例性实施例中，如图7所示，压实工艺可W包括： 使用一个或多个压实装置18巧塌多孔金属材料50中的低密度区域。在压实之前，金属材料 的相对密度的范围可W为约5 %~约45 %。相对密度的示例的范围包括例如约10 %~40 〇/〇、约10 %~约35 %、约10 %~约30 %、约10 %~约25 %、约10 %~约20 %、约15 %~ 约40 %、约15 %~约35 %、约15 %~约30 %、约15 %~约25 %、约20 %~约40 %、约20 〇/〇~约35 %、约20 %~约30 %、约25 %~约40 %、和约25%~约35 〇/〇。
[0032] 如下面更详细的描述，所述一个或多个压实装置18可W向多孔金属材料50提供 大体上均匀的压力。该会导致多孔金属材料50中的低密度区域更大的程度地巧塌，从而导 致具有非均匀的厚度的压实的多孔金属基体。可W将多孔导电填充材料施用到压实的多孔 金属材料的表面W填满巧塌区域，并且从而，压实的多孔金属基体可W具有平滑的表面、大 致均匀的厚度、和近似均匀的屈服强度和弹性模量。在压实之后，多孔金属材料50可W具 有大于约12,000psi的机械强度和约为500,000psi的弹性模量。
[0033] 所述一个或多个压实装置18可W包括例如适于压实或压缩多孔金属材料50的任 何装置。例如，所述一个或多个压缩装置18可W包括一个或多个滚筒、一个或多个砖或板、 一个或多个囊、或被配置成施加高压的一种或多种材料。所述一个或多个压缩装置18可W 包括具有相似或不同的柔量的装置。用于使用所述一个或多个压缩装置50来压缩多孔金 属材料的适当方法可W包括例如冲压、压延、或液压成形。
[0034] 在一些实施例中，所述一个或多个压缩装置18可W包括第一滚筒20和第二滚筒 22。一个或多个滚筒20、22可W通过压延工艺向多孔金属材料50施加压力。例如，如图7 所示，第一滚筒20可W接触多孔金属材料50的第一表面12并且第二滚筒22可W接触多 孔金属材料50的第二表面14,其中第二表面14与第一表面12相对。第一和第二滚筒20、 22可W大体上同时接触多孔金属材料50,使得多孔金属材料50被压缩在第一和第二滚筒 20、22之间。如图7所示，第一滚筒20可W在与第二滚筒22的旋转相反的方向上沿着多孔 金属材料50旋转。然而，进一步想到的是第一和第二滚筒20、22可W在相同方向上沿多孔 金属材料50旋转。第一滚筒20和第二滚筒22可相同的速度或不同的速度接触多孔 金属材料50。
[0035] 在选择实施例中，第一滚筒20可W包括柔软或柔性滚筒，并且第二滚筒22可W包 括坚硬或坚固材料。例如，第一滚筒20可W包括高硬度聚合物(诸如，例如聚氨醋、聚己締 和橡胶)。在一些实施例中，第一滚筒20可W包括柔软或柔性外盖，例如拉或包括聚氨醋或 橡胶的弹性体材料。第二滚筒22可W包括例如碳纸、碳布和弹性材料。在另一个实施例中， 第一和第二滚筒20、22均可W包括硬化材料。该硬化材料可W包括具有高硬度值的材料， 或被处理成形成硬化表面的材料。
[0036]在一些实施例中，第一和第二滚筒20、22可W包括坚硬或坚固平板，而非圆柱形 滚筒。多孔金属材料50可W被压缩在板之间。在其它实施例中，第一和第二滚筒20、22可 W包括液压成形囊。
[0037]在其它实施例中，第一和第二滚筒20、22可W通过液压成型工艺向多孔金属材料 50施加压力。例如，第一滚筒20可W包括注入模具的高压流体，并且第二滚筒22可W包 括凹模。液压流体可W被加压至大于金属材料所需的屈服强度，例如，大于约12,000psi。 在一些实施例中，高压流体可W被注入到囊内，而非模具内。多孔金属材料50可W被压缩 在第一滚筒20和第二滚筒22的压力之间。例如，多孔金属材料50可W被压制至大于所需 金属材料的屈服强度，例如，大于约12,000psi的压力。在由一个或多个压缩装置18压缩 后，多孔金属材料50的相对密度可W为35%。压实的多孔金属材料50的表面粗趟度可W 为约20yin~约5yin。在一些实施例中，在由压缩装置18压缩之后，多孔金属材料50 可W包括具有表面，该表面具有不同的粗趟度。例如，在压缩之后，第一表面12可W包括比 第二表面更平滑的表面14。此外，在压缩之后，多孔金属材料50可W包括约为12,000psi 的屈服强度和约为500,000psi的弹性模量。
[003引第一和第二滚筒20、22可W向多孔金属材料50提供均匀的压力，足W使多孔金属 材料内的低密度区域巧塌。在一些实施例中，均匀的压力可W提供给多孔金属材料50变 化的或不均匀的外表面。例如，低密度区域可W比多孔金属材料50的较高密度区域巧塌 的多，使得低密度区域可W在多孔金属材料50的外表面上形成表面特征24。如图8所示， 表面特征24可W包括外表面层中的自然随机偏差，巧塌袋（collapsedpocket)、凹槽或缺 P。
[0039]向压实的多孔金属材料施用一种或多种填料30W提供大体上均匀的外表面。如 图8所示，填料30可W填满表面特征24并且形成大体上平滑并平坦的外表面。平滑并平 坦的外表面可W具有小于约0.0005英寸的表面平直度。在一些实施例中，如图9所示，填 料30可W形成用于压实的多孔金属材料的大体上平滑的外盖。该外盖的厚度为约0. 010 英寸至约0.001英寸。进一步理解的是，厚度可W取决于在压缩工艺中如何对多孔金属材 料50作深度变形。
[0040] 在压实工艺之后，填料30可W层压到多孔金属材料50的表面上。层压可W包括 压延、压制、或将多孔金属材料涂覆到多孔金属材料50上。
[0041] 填料30可W为多孔的，并且是足W承受压缩装置18