复合石墨双极板及制备方法技术

本发明专利技术提供一种复合石墨双极板，包括：多孔金属板，具有多个通孔；流道脊，设置在多孔金属板相对两表面上；固定柱，设置在对应所述流道脊的所述通孔内，所述固定柱与所述流道脊一体模压成型。本发明专利技术通过将石墨粉末嵌入多孔板实现有效结合，通过金属骨架提升石墨板的韧性和强度，有效提升了双极板的综合性能，利于减小双极板厚度，同时成型过程简单，便于批量生产。

【技术实现步骤摘要】
复合石墨双极板及制备方法
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种复合石墨双极板及制备方法。
技术介绍
目前采用的石墨双极板由于石墨本身的特性，脆性大，压缩变形量大，在燃料电池电堆反复安装过程中极易出现碎裂等损伤，严重影响了燃料电池整体性能和成品率。单纯的采用金属板上贴石墨流道的方法，金属板与石墨流道的结合力差并且石墨板成型后再粘结过程复杂。
技术实现思路
本专利技术提供的复合石墨双极板及制备方法，能够提高金属板与流道之间的结合力。第一方面，本专利技术提供一种复合石墨双极板，包括：多孔金属板，具有多个通孔；流道脊，设置在多孔金属板相对两表面上；固定柱，设置在对应所述流道脊的所述通孔内，所述固定柱与所述流道脊一体模压成型。可选地，在所述多孔金属板同一表面相邻设置的两流道脊之间设置有连接部，所述连接部与所述流道脊一体模压成型。可选地，对应所述连接部的所述通孔内设置有固定柱，所述固定柱与所述连接部一体模压成型。可选地，所述多孔金属板为钛板、镍板或不锈钢板。可选地，所述流道脊和所述固定柱的材料包括：直径20～50mm的鳞片石墨5-10份、石墨烯1-5份、石墨粉60-65份、酚醛树脂12-18份和导热碳纤维1-5份。可选地，所述多孔金属板的厚度为0.1～0.4mm。可选地，所述通孔的孔径为10～100um。本专利技术的复合石墨双极板提供了一个快速成型和有效提升结合力的方法，通过将石墨粉末嵌入多孔板实现有效结合，通过金属骨架提升石墨板的韧性和强度，有效提升了双极板的综合性能，利于减小双极板厚度，同时成型过程简单，便于批量生产。本专利技术通过石墨嵌入多孔板提升结合力，通过多孔金属板提升石墨强度，特别适合于大批量加工。第二方面，本专利技术提供一种上述的复合石墨双极板制备方法，包括：将直径20～50mm的鳞片石墨5-10份、石墨烯1-5份、石墨粉60-65份、酚醛树脂12-18份和导热碳纤维1-5份混合，形成混合物；将所述混合物在多孔金属板上模压形成流道脊和固定柱。可选地，所述将所述混合物在多孔金属板上模压形成流道脊和固定柱包括：将多孔金属板固定在模具中，向所述模具中填充混合物；以升温速度10-30℃/min对混合物加热至150-200℃，保温30-60min；以升温速度15-30℃/min对混合物加热至260～280℃，并维持压力20-25MPa，保持5-10min；以30-50℃/min将混合物降温至50℃以下并脱除模具。可选地，所述将直径20～50mm的鳞片石墨5-10份、石墨烯1-5份、石墨粉60-65份、酚醛树脂12-18份和导热碳纤维1-5份混合，形成混合物包括：采用高混机在1500-3000r/min条件下搅拌1-3h。本专利技术的复合石墨双极板制备方法提供了一个快速成型和有效提升结合力的方法，通过将石墨粉末嵌入多孔板实现有效结合，通过金属骨架提升石墨板的韧性和强度，有效提升了双极板的综合性能，利于减小双极板厚度，同时成型过程简单，便于批量生产。本专利技术通过石墨嵌入多孔板提升结合力，通过多孔金属板提升石墨强度，特别适合于大批量加工。附图说明图1为本专利技术一实施例复合石墨双极板的多孔金属板的结构示意图；图2为本专利技术一实施例复合石墨双极板的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供一种复合石墨双极板，如图1所示，包括：多孔金属板1，如图2所示，具有多个通孔3；可选地，所述多孔金属板1的厚度为0.1～0.4mm，例如，可以选择0.1mm，0.2mm，0.3mm或0.4mm；可选地，所述通孔3的孔径为10～100um，例如，可以选择10um，50um或者100um；可选地，所述多孔金属板1为钛板、镍板或不锈钢板；流道脊2，设置在多孔金属板1相对两表面上；固定柱，设置在对应所述流道脊2的所述通孔3内，所述固定柱与所述流道脊2一体模压成型；可选地，所述流道脊2和所述固定柱的材料包括：直径20～50mm的鳞片石墨5-10份、石墨烯1-5份、石墨粉60-65份、酚醛树脂12-18份和导热碳纤维1-5份。本实施例的复合石墨双极板提供了一个快速成型和有效提升结合力的方法，通过将石墨粉末嵌入多孔板实现有效结合，通过金属骨架提升石墨板的韧性和强度，有效提升了双极板的综合性能，利于减小双极板厚度，同时成型过程简单，便于批量生产。本实施例通过石墨嵌入多孔板提升结合力，通过多孔金属板1提升石墨强度，特别适合于大批量加工。可选地，在所述多孔金属板1同一表面相邻设置的两流道脊2之间设置有连接部，所述连接部与所述流道脊2一体模压成型。可选地，对应所述连接部的所述通孔3内设置有固定柱，所述固定柱与所述连接部一体模压成型。采用连接部，且连接部与流道脊2一体成型，连接部与固定柱一体成型，能够进一步增强流道脊2与多孔金属板1之间的结合力，并且连接部还能够将多孔金属板1覆盖，能够提高金属板的抗腐蚀能力。实施例2本实施例提供一种复合石墨双极板制备方法，包括：将直径20～50mm的鳞片石墨5-10份、石墨烯1-5份、石墨粉60-65份、酚醛树脂12-18份和导热碳纤维1-5份混合，形成混合物；可选地，采用高混机在1500-3000r/min条件下搅拌1-3h。将所述混合物在多孔金属板上模压形成流道脊和固定柱。本实施例的复合石墨双极板制备方法提供了一个快速成型和有效提升结合力的方法，通过将石墨粉末嵌入多孔板实现有效结合，通过金属骨架提升石墨板的韧性和强度，有效提升了双极板的综合性能，利于减小双极板厚度，同时成型过程简单，便于批量生产。本实施例通过石墨嵌入多孔板提升结合力，通过多孔金属板提升石墨强度，特别适合于大批量加工。可选地，所述将所述混合物在多孔金属板上模压形成流道脊和固定柱包括：将多孔金属板固定在模具中，向所述模具中填充混合物；以升温速度10-30℃/min对混合物加热至150-200℃，保温30-60min；以升温速度15-30℃/min对混合物加热至260～280℃，并维持压力20-25MPa，保持5-10min；以30-50℃/min将混合物降温至50℃以下并脱除模具。采用上述的方式，能够使流道脊顺利成型，并且便于流道脊成型后的脱模。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合石墨双极板，其特征在于，包括：/n多孔金属板，具有多个通孔；/n流道脊，设置在多孔金属板相对两表面上；/n固定柱，设置在对应所述流道脊的所述通孔内，所述固定柱与所述流道脊一体模压成型。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合石墨双极板，其特征在于，包括：
多孔金属板，具有多个通孔；
流道脊，设置在多孔金属板相对两表面上；
固定柱，设置在对应所述流道脊的所述通孔内，所述固定柱与所述流道脊一体模压成型。


2.根据权利要求1所述复合石墨双极板，其特征在于，在所述多孔金属板同一表面相邻设置的两流道脊之间设置有连接部，所述连接部与所述流道脊一体模压成型。


3.根据权利要求2所述复合石墨双极板，其特征在于，对应所述连接部的所述通孔内设置有固定柱，所述固定柱与所述连接部一体模压成型。


4.根据权利要求1所述复合石墨双极板，其特征在于，所述多孔金属板为钛板、镍板或不锈钢板。


5.根据权利要求1所述复合石墨双极板，其特征在于，所述流道脊和所述固定柱的材料包括：直径20～50mm的鳞片石墨5-10份、石墨烯1-5份、石墨粉60-65份、酚醛树脂12-18份和导热碳纤维1-5份。


6.根据权利要求1所述复合石墨双极板，其特征在于，所述多孔金属板的厚度为0.1～0.4mm。


7.根据权利要求1所述复合石墨双极板，其特征在于，所述通孔的孔径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚村，
申请(专利权)人：内蒙古中科四维热管理材料有限公司，内蒙古瑞盛天然石墨应用技术研究院，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15