石墨烯复合浆料、双极板制备方法及双极板技术

一种石墨烯复合浆料，包括第一类氧化石墨烯、第二类氧化石墨烯、石墨烯、可溶性碳源及去离子水，在石墨烯复合浆料中，第一类氧化石墨烯、第二类氧化石墨烯、石墨烯、可溶性碳源的固含量为0.5％～30％；可溶性碳源的质量是第一类氧化石墨烯、第二类氧化石墨烯及石墨烯质量的1‰～5％；第一类氧化石墨烯的颗粒直径大于第二类氧化石墨烯的颗粒直径，第一类氧化石墨烯具有第一类官能基团，第二类氧化石墨烯具有第二类官能基团，第一类官能基团能够与第二类官能基团自组装成大小间隔的石墨烯片。本发明专利技术还提供双极板及双极板的制备方法。本发明专利技术提供的双极板的制作成本低、制备方法简单且具有高导热系数。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯复合浆料、双极板制备方法及双极板
本专利技术涉及石墨烯
，尤其涉及一种石墨烯复合浆料、双极板制备方法及双极板。
技术介绍
质子交换膜(protonexchangemembrane，PEM)燃料电池是以氢气为燃料，空气或氧气为氧化剂，全氟磺酸聚合物为电解质的能量转化装置。其理论能量转化效率非常高，但实际系统运行的能量效率仅为40-70％，还有30-60％的化学能转化为热能。大量的热量产生易导致电池温度过高，温度过高时，燃料电池的电解质膜的含水量降低，严重时质子交换膜脱水，导致离子电导率急剧下降，电化学反应的动力学过程减缓，造成电池的使用效率和寿命的损失。温度过低时同样对电堆反应有负面的影响，低温下电化学反应缓慢，极化现象明显，造成能量转化效率低以及电堆的输出性能变差。因此，对燃料电池电堆进行必要的热管理，使其维持在一定的温度区间工作，对提升燃料电池的反应效率以及输出性能稳定性有重要意义。通常对燃料电池的热管理系统的要求如下：(1)将工作温度控制在效率较高的范围；(2)保证电池内部温度的一致性；(3)保证电池不超过温度极限。为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯复合浆料，其特征在于，包括第一类氧化石墨烯、第二类氧化石墨烯、石墨烯、可溶性碳源及去离子水，所述石墨烯复合浆料的固含量为0.5％～30％；所述可溶性碳源的质量是所述石墨烯总质量的1‰～5％；所述第一类氧化石墨烯的颗粒直径大于所述第二类氧化石墨烯的颗粒直径，所述第一类氧化石墨烯具有第一类官能基团，所述第二类氧化石墨烯具有第二类官能基团，所述第一类官能基团能够与所述第二类官能基团自组装成大小间隔的石墨烯片。/n

【技术特征摘要】
20200827 CN 20201088058601.一种石墨烯复合浆料，其特征在于，包括第一类氧化石墨烯、第二类氧化石墨烯、石墨烯、可溶性碳源及去离子水，所述石墨烯复合浆料的固含量为0.5％～30％；所述可溶性碳源的质量是所述石墨烯总质量的1‰～5％；所述第一类氧化石墨烯的颗粒直径大于所述第二类氧化石墨烯的颗粒直径，所述第一类氧化石墨烯具有第一类官能基团，所述第二类氧化石墨烯具有第二类官能基团，所述第一类官能基团能够与所述第二类官能基团自组装成大小间隔的石墨烯片。


2.如权利要求1所述的石墨烯复合浆料，其特征在于，所述可溶性碳源为聚乙烯醇、聚丙烯酸、葡萄糖及其聚合体中的至少一种。


3.如权利要求1所述的石墨烯复合浆料，其特征在于，所述石墨烯复合浆料还包括碳纳米管，所述碳纳米管的质量是所述石墨烯材料质量的1‰～5％。


4.如权利要求1所述的石墨烯复合浆料，其特征在于，所述石墨烯复合浆料还包括助溶剂，所述助溶剂的质量是所述石墨烯材料质量的1‰～5％。


5.一种双极板的制备方法，其特征在于，包括：
提供如权利要求1-4任一项所述的石墨烯复合浆料；
将所述石墨烯复合浆料涂布在一第一编织物上；在涂布了所述石墨烯复合浆料的所述第一编织物上覆盖一第二编织物，并加压浓缩所述石墨烯复合浆料，挤出溶剂，使得所述石墨烯复合浆料中的水分含量降低至30％～60％；加热干燥浓缩后的所述石墨烯复合浆料直至其水分含量低于15％；及剥离所述第一编织物及所述第二编织物，得到一单层的氧化石墨烯膜；
将多个单片的氧化石墨烯膜堆叠在一起并压合，使得多个单片的氧化石墨烯膜成为一体，得到氧化石墨烯膜块；
利用3D打印技术将所述石墨烯复合浆料或其他配方的可打印碳材料前驱体打印在所述氧化石墨烯膜块的相背两表面上，以在所述氧化石墨烯膜块的两表面上构筑双极板流道雏形，之后在烘干窑中干燥成型，得到第一双极板毛胚结构；
将所述第一双极板毛胚结构中的所述第一类氧化石墨烯及第二类氧化石墨烯还原为石墨烯；及
将还原后的所述第一双极板毛胚结构石墨化，得到一双极板。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杜鸿达，陈威，褚晓东，康飞宇，李宝华，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44