质子交换膜燃料电池具有能量转换效率高、无污染和噪声小等优点,在交通运输领域拥有广阔的应用前景。双极板作为燃料电池的关键部件,起到传导电流和分散反应气体的作用。然而受传统成形工艺的制约,高性能复杂流道结构难以成形,极大限制了燃料电池性能的提升。本文针对以上问题利用选区激光熔化技术制备不锈钢双极板,研究了激光工艺参数和银颗粒添加对所成形316L不锈钢显微组织和双极板性能的影响规律,并利用有限元数值模拟方法研究仿生流道截面对燃料电池性能的影响机制。主要结论如下:针对燃料电池应用对双极板材料耐蚀性及导电性的需求,定量研究了激光工艺参数对成形纯不锈钢显微组织及性能的影响规律。结果表明:在激光功率为300 W,扫描速度为2000 mm/s时,成形的不锈钢致密度可达99.8%;相比于锻造不锈钢试样,选区激光熔化成形不锈钢的柱状晶组织有利于电子的传导,其表面接触电阻较前者降低38.7%;高致密度选区激光熔化成形不锈钢的耐蚀性优于锻造成形不锈钢,且耐蚀性随着致密度的降低而下降。针对选区激光熔化成形纯316L不锈钢的耐蚀性及导电性仍无法达到燃料电池性能要求这一问题,研究了银颗粒添加量对选区激光熔化成形不锈钢显微组织及性能的影响规律。结果表明:具有极高激光反射率的银颗粒降低了复合粉体的激光吸收率,导致成形材料致密度的降低;在熔池内热毛细对流和马兰戈尼对流的作用下,添加的银以微米级团聚银块及沿亚晶界分布的纳米级银颗粒的形式存在于不锈钢基体中;银颗粒的添加提高了熔池的过冷度并阻碍了不锈钢晶粒的长大,从而细化了晶粒;当银含量在0.1 wt%～0.5 wt%时,试样的抗拉强度较纯不锈钢提升了15.3%;。当银含量增加到5.0 wt%时,材料表面接触电阻较纯不锈钢材料下降了26.4%。针对传统流道结构燃料电池性能不足的问题,本研究以动植物流体输运管道截面为仿生来源,借助数值模拟方法研究仿生流道截面结构高宽比对对燃料电池性能的影响。结果表明:高宽比为0.7的仿生流道截面具有较高的电流密度较传统流道提升7.8%;在电压为0.6 V时,高宽比为0.7的仿生流道截面的功率密度略高于传统流道截面,值为0.81 W/cm~2;而高宽比为0.7的仿生流道截面气体分布比传统流道截面更为均匀,燃料电池性能更优异。