一种复合石墨双极板及其制备方法技术

本发明专利技术一种复合石墨双极板及其制备方法，涉及双极板技术领域，包括以下制备步骤：S1：取用柔性石墨板；S2：制作模具，裁切尺寸，定位石墨板，确认程序，压制孔道，并整平；S3：提供稀硫酸，浸泡，再提供碱水，中和酸碱性；S4：将柔性石墨板放入容器，加入混合物，真空加压后完成浸渍；S5：清水洗净，真空烘干柔性石墨板；S6：重复S4至S5的步骤4

【技术实现步骤摘要】
一种复合石墨双极板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及双极板
，具体为一种复合石墨双极板及其制备方法。

技术介绍

[0002]双极板又称集流板，是燃料电池重要部件之一，具有下述功能与性质：分隔燃料与氧化剂，阻止气体透过；收集、传导电流；设计与加工的流道；保持电池温场均匀；耐蚀；抗冲击和震动；厚度薄；重量轻。
[0003]双极板所用材料大致可分为三类：炭质材料、金属材料及金属与炭质材料的复合材料，其中，炭质材料包括石墨、模压炭材料及膨胀(柔性)石墨，传统的致密石墨双极板，化学性质稳定，但脆性大，在受到大的冲击力时，容易断裂或损坏，并且其孔道加工难度高，每个双极板受加工后的质量不一，无法批量生产，另外的，金属双极板易腐蚀，金属与炭质材料的复合材料强度一般，导电性一般，成本高，因此亟需设计一种复合石墨双极板及其制备方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种复合石墨双极板及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的传统的致密石墨双极板，化学性质稳定，但脆性大，在受到大的冲击力时，容易断裂或损坏，并且其孔道加工难度高，每个双极板受加工后的质量不一，无法批量生产，另外的，金属双极板易腐蚀，金属与炭质材料的复合双极板强度一般，导电性一般，成本高的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种复合石墨双极板及其制备方法，包括以下制备步骤：
[0006]S1：取用固化后的柔性石墨板，测量其密度；
[0007]S2：制作滚压式模具或冲压式模具，裁切所需双极板的尺寸大小，定位柔性石墨板，确认滚压或冲压的运行程序，压制出所需孔道，并整平；
[0008]S3：提供稀硫酸，浸泡柔性石墨板，去除金属类杂质，再提供碱水，中和酸碱性；
[0009]S4：将柔性石墨板放入容器，加入树脂与甲醇、乙醇溶解的混合物，抽真空容器内部，加压，完成浸渍；
[0010]S5：清水洗净，真空干燥，烘干柔性石墨板；
[0011]S6：重复S4至S5的步骤4
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6次，且在每次双极板烘干后，检测其抗弯强度是否达标。
[0012]优选的，步骤S2中所述柔性石墨板的定位是以挡板和压块进行，步骤S2中所述柔性石墨板的所需密度在1.2
‑
2.5g/cm2之间。
[0013]优选的，步骤S3中所述稀硫酸的硫酸含量为3％
‑
12％，所述碱水中碱含量为3％
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12％，步骤S3中去除的所述金属类杂质包括镁、铁、钙、锡、钠、锌和铝。
[0014]优选的，步骤S4中所述树脂包括热固型树脂和A.B型树脂，所述热固型树脂为苯酚树脂、醛酮树脂、虫胶树脂和聚乙烯醇缩丁醛树脂中的一种或多种，所述浸渍总时长为8
‑
28h，单次浸渍时长为1
‑
28h。
[0015]优选的，步骤S5中所述烘干的温度在150℃
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160℃之间，烘干时间为1.5
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3.5h。
[0016]优选的，步骤S4和S5中的真空度为
‑
0.1Mpa至0.1Mpa。
[0017]优选的，步骤S6中所述抗弯强度的达标标准为≥25Mpa。
[0018]优选的，所述混合物中树脂的质量分数为20％
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30％，所述甲醇加上乙醇的质量分数为70％
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80％。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该制备方法生产出来的复合石墨双极板相比于致密石墨双极板来说，减小了脆性，提高了强度，让孔道易压制出来，实现了批量生产，另外的，对比金属双极板又具有高耐腐蚀性，导电性较好，成本低的优点。
附图说明
[0020]图1为本专利技术中复合石墨双极板的制备步骤示意图。
具体实施方式
[0021]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。
[0022]请参阅图1，本专利技术提供的一种实施例：一种复合石墨双极板及其制备方法，包括以下制备步骤：
[0023]S1：取用固化后的柔性石墨板，测量其密度；
[0024]S2：制作滚压式模具或冲压式模具，裁切所需双极板的尺寸大小，定位柔性石墨板，确认滚压或冲压的运行程序，压制出所需孔道，并整平；
[0025]S3：提供稀硫酸，浸泡柔性石墨板，去除金属类杂质，再提供碱水，中和酸碱性；
[0026]S4：将柔性石墨板放入容器，加入树脂与甲醇、乙醇溶解的混合物，抽真空容器内部，加压，完成浸渍；
[0027]S5：清水洗净，真空干燥，烘干柔性石墨板；
[0028]S6：重复S4至S5的步骤4
‑
6次，且在每次双极板烘干后，检测其抗弯强度是否达标。
[0029]进一步地，步骤S2中所述柔性石墨板的定位是以挡板和压块进行，步骤S2中所述柔性石墨板的所需密度在1.2
‑
2.5g/cm2之间，柔性石墨板不能采用夹持力较大的夹具来进行定位，避免造成柔性石墨板的夹持变形，并且柔性石墨板的密度在1.2
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2.5g/cm2之间时，更易压制出孔道，使质量统一，完成批量制造。
[0030]进一步地，步骤S3中所述稀硫酸的硫酸含量为3％
‑
12％，所述碱水中碱含量为3％
‑
12％，步骤S3中去除的所述金属类杂质包括镁、铁、钙、锡、钠、锌和铝，当稀硫酸内的硫酸含量超过12％后，与金属反应会具有钝化性质，生成致密的氧化物薄膜，阻碍了其他金属的反应，使去除杂质的效果变差，当稀硫酸内的硫酸含量低于3％时，与金属的反应会不彻底、不到位，也会使去除杂质的效果变差。
[0031]进一步地，步骤S4中所述树脂包括热固型树脂和A.B型树脂，所述热固型树脂为苯酚树脂、醛酮树脂、虫胶树脂和聚乙烯醇缩丁醛树脂中的一种或多种，所述浸渍总时长为8
‑
28h，单次浸渍时长为1
‑
28h，在浸渍总时间小于8h时，柔性石墨板上用树脂与甲醇、乙醇组成的混合物将填充不完全，并且为高效率产出，浸渍时间应不大于28h，也可将单次浸渍时间缩短到大于或等于1h，利用多次浸渍来完成浸胶。
[0032]进一步地，步骤S5中所述烘干的温度在150℃
‑
160℃之间，烘干时间为1.5
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3.5h，柔性石墨板的烘干温度是缓慢的上升，防止直接到达的温度损坏柔性石墨板的品质。
[0033]进一步地，步骤S4和S5中的真空度为
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0.1Mpa至0.1Mpa，在真空又加压的环境中浸渍，目的是让浸胶快速填满柔性石墨板上的孔隙，另外的，真空环境中，使得柔性石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合石墨双极板及其制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：S1：取用固化后的柔性石墨板，测量其密度；S2：制作滚压式模具或冲压式模具，裁切所需双极板的尺寸大小，定位柔性石墨板，确认滚压或冲压的运行程序，压制出所需孔道，并整平；S3：提供稀硫酸，浸泡柔性石墨板，去除金属类杂质，再提供碱水，中和酸碱性；S4：将柔性石墨板放入容器，加入树脂与甲醇、乙醇溶解的混合物，抽真空容器内部，加压，完成浸渍；S5：清水洗净，真空干燥，烘干柔性石墨板；S6：重复S4至S5的步骤4
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6次，且在每次双极板烘干后，检测其抗弯强度是否达标。2.根据权利要求1所述的复合石墨双极板及其制备方法，其特征在于，步骤S2中所述柔性石墨板的定位是以挡板和压块进行，步骤S2中所述柔性石墨板的所需密度在1.2
‑
2.5g/cm2之间。3.根据权利要求1所述的复合石墨双极板及其制备方法，其特征在于，步骤S3中所述稀硫酸的硫酸含量为3％
‑
12％，所述碱水中碱含量为3％
‑
12％，步骤S3中去除的所述金属类杂质包括镁、铁、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇智，
申请(专利权)人：苏州兴燃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：