燃料电池石墨复合流场板及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池石墨复合流场板及制造方法。该流场板板壁上有流体进口、流体出口以及构成流场的脊和流道，流场板的特征在于它是由石墨复合材料构成的中间层和柔性石墨材料构成的上、下表面层通过夹层复合而成。制备过程包括：将一定配比的导电颗粒与树脂或聚合物混和均匀后，放入模具中加热，加压并保持一定时间后，冷却脱模，得到预制板。在预制板的两侧各加柔性石墨层，放入模具中加热到树脂固化温度或热塑性聚合物的熔融温度，加压并保持一定时间后，冷却脱模，得到夹层复合板。本发明专利技术制备的燃料电池石墨复合流场板与碳纸扩散层有较低的接触电阻，耐腐蚀性强，导电导热性能好，阻气性能好，制备工艺简单、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃料电池流场板的材料及其制造方法，属于燃料电池

技术介绍
燃料电池(PEMFC)是一种将燃料和氧化剂中的化学能直接转变成电能的发电装置。它具有能量转化率高、可靠性强、质能比高、清洁易启动等优点。目前燃料电池所使用的流场板材料主要有金属和石墨。金属材料的流场板具有良好的导电、导热及阻气性能，而且良好的机加工性能使流场加工工艺简单。其缺点是阴极容易产生氧化物薄膜，导致与扩散层的接触电阻增大，降低电池性能；阳极易被腐蚀，产物致使催化剂中毒。因此有很多专利报导了用贵金属材料对金属流场板表面进行改性，以适应燃料电池的运行环境，但这类方法导致流场板制备工艺复杂，费用提高。碳材料为主的流场板可分为无孔石墨板和石墨/聚合物复合板两种。无孔石墨板导电性能好，与扩散层有较低的接触电阻，但是制作工艺复杂，质脆，需要机加工流道，导致它的价格非常高，应用受到限制。石墨/聚合物复合材料流场板结合了金属板与无孔石墨板的优点，具有耐腐蚀，质量轻，体积小，强度高等特点，而且良好的可加工性能使其在价格和批量生产上具有优势。当复合材料流场板中聚合物比例大时，可以采用注塑成型工艺，但是由于聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池石墨复合流场板，该流场板的板壁上开设气体或液体的进出口，流场板的板面由相间排列的槽和脊组成，以垂直于槽方向为准的流场板壁横断面的形状是由两条对称的矩形脉冲线围成，其中基线表示槽底，峰线表示脊顶，其特征在于：流场板由中间层和中间两侧的表层组成，所述的中间层厚度为１．５～２．６ｍｍ，该中间层由质量百分比９８％～６５％的选自鳞片石墨、导电碳黑，膨化石墨的一种或两种与质量百分比２％～３５％的选自酚醛树脂树脂、环氧树脂、硅树脂、乙烯基树脂、聚丙烯和聚酰胺一种所组成，所述的表层厚度为０．２～０．４ｍｍ的柔性石墨纸或者厚度为０．０４～０．６ｍｍ的膨胀石墨层。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池石墨复合流场板，该流场板的板壁上开设气体或液体的进出口，流场板的板面由相间排列的槽和脊组成，以垂直于槽方向为准的流场板壁横断面的形状是由两条对称的矩形脉冲线围成，其中基线表示槽底，峰线表示脊顶，其特征在于：流场板由中间层和中间两侧的表层组成，所述的中间层厚度为1.5～2.6mm，该中间层由质量百分比98％～65％的选自鳞片石墨、导电碳黑，膨化石墨的一种或两种与质量百分比2％～35％的选自酚醛树脂树脂、环氧树脂、硅树脂、乙烯基树脂、聚丙烯和聚酰胺一种所组成，所述的表层厚度为0.2～0.4mm的柔性石墨纸或者厚度为0.04～0.6mm的膨胀石墨层。2.一种制造权利要求1所述的燃料电池石墨复合流场板的方法，其特征在于包含以下步骤：1)将质量百分比98％～65％的鳞片石墨、导电碳黑、膨化石墨的一种或两种与质量百分比2％～35％的酚醛树脂树脂、环氧树脂、硅树脂、乙烯基树脂、聚丙烯和聚酰胺的一种混合均匀，然后把混合粉料放入模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇新，李冬杰，许莉，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]