【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池，尤其涉及一种复合石墨双极板的制备方法。
技术介绍
1、双极板是燃料电池电堆内的核心部件，双极板主要起到分隔和阻绝气体、支撑电堆、收集电子、散热等作用。通过双极板上设计的流场，气体燃料和冷却液能在极板上有效均匀地分布。
2、金属双极板具有电子导电率高、良好热传导、高机械性能、便于大规模生产等优势，为了节省金属双极板的制造成本、提高制造效率，用冲压模具的方法制备金属双极板是一种常用工艺。该工艺工作时，将毛坯板置于上下模具之间，用压力机器作为动力使得上模具压向下模具，在毛坯板上压制出流道。因为是上下冲压，这种冲压工艺会导致气路面的特征成型为水路面的反特征，其反特征意为气路面的槽特征成型为水路面的脊特征，气路面的脊特征成型为水路面的槽特征。
3、气体扩散的过桥区特征则可以通过冲压工艺在双极板的气路面上实现，也可以在膜电极上实现。气体扩散的过桥区特征若在极板的气路面上实现，则会使得水路面特征不容易被密封，导致漏气。过桥区特征若在膜电极上实现，会导致在过桥区的气体扩散特征不容易在水路面被密封，并且导致压降过大，而压降太大会需要空压机提供更高的功率，从而导致燃料电池系统输出功率过低。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种复合石墨双极板的制备方法，旨在解决现有的冲压工艺在双极板上实现过桥区特征时容易导致双极板密封失效，从而出现漏气或者气路压降过大的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种复合石墨双极板的制备方法，适用于燃料电
3、s1：将纤维基材浸泡在胶液中并抽真空0.5h～1.5h(根据实际使用的需要，可以为0.5h，或者为1.0h，或者为1.5h等等)，取出，除去多余胶液，然后烘干(一般为40℃～80℃烘干即可)，得到纤维基材预浸料；
4、s2：将含石墨的导电物涂覆在所述纤维基材预浸料的表面，涂层厚度1mm～3mm(根据实际使用的需要，可以为1mm，或者为2mm，或者为3mm等等)，得到导电纤维基材；
5、s3：于0.1mpa～40mpa(根据实际使用的需要，可以为0.1mpa，或者为20mpa，或者为40mpa等等)，将所述导电纤维基材模压成型，然后进行固化，得到过桥区深度为0.05mm～0.1mm(根据实际使用的需要，可以为0.05mm，或者为0.07mm，或者为0.1mm等等)的复合石墨双极板；
6、所述过桥区为电压巡检线(cvm)设置的区域，位于双极板气路面的边缘区域；
7、所述纤维基材预浸料的表面为所述纤维基材预浸料的上表面和所述纤维基材预浸料的下表面。
8、作为优选的实施方式，步骤s1中，所述除去多余胶液通过刮刀刮除方式实现，所述刮刀与底座的间隙可调。在本申请实施例中，根据实际使用的需要，浸胶时的胶液附着量通过控制胶液的粘度实现。胶液的粘度可以根据实际需要进行设置。
9、作为优选的实施方式，步骤s3中，所述模压成型前进行预热所述上下双极板模具或者不预热所述上下双极板模具；所述模压成型过程进行抽真空处理或者不进行抽真空处理；所述模压的压制方式为热压或者冷压。
10、作为优选的实施方式，所述模压成型的压制方式为所述热压时，步骤s3中所述固化为在模具中保压固化、或者为脱模后再固化、或者为在模具中保压半固化后(即在模具中保温保压一段时间，让样品中的树脂存在部分固化、部分未固化的状态)脱模再进行二次固化(根据不同的树脂体系，脱模后放置在马弗炉中按照1℃/min～10℃/min(根据实际使用的需要，可以为1℃/min，或者为5℃/min，或者为10℃/min等等)升温速率升温至树脂固化温度并保温至树脂固化)。
11、所述保压固化的具体条件为：以1℃/min～10℃/min(根据实际使用的需要，可以为1℃/min，或者为5℃/min，或者为10℃/min等等)速率升温至100℃～200℃(根据实际使用的需要，可以为100℃，或者为150℃，或者为200℃等等)，保温保压10min～60min(根据实际使用的需要，可以为10min，或者为30min，或者为60min等等)后脱模取样。
12、当所述压制方式为所述冷压(成型压力为10mpa～80mpa，可以为10mpa，或者为40mpa，或者为80mpa等等)时，步骤s3中所述固化为脱模后再固化。脱模后再固化，一般根据不同的树脂体系，脱模后放置在马弗炉中按照1℃/min～10℃/min(根据实际使用的需要，可以为1℃/min，或者为5℃/min，或者为10℃/min等等)升温速率升温至树脂固化温度并保温至树脂固化即可。
13、作为优选的实施方式，所述纤维基材为裁剪后的碳纤维预浸料；所述碳纤维预浸料为单向碳纤维预浸料、编织碳纤维预浸料、炭纸或玻璃纤维。
14、作为优选的实施方式，所述胶液为40℃～80℃(根据实际使用的需要，可以为40℃，或者为60℃，或者为80℃等等)的混合溶液；所述混合溶液为树脂和助剂以质量比1：1制成的混合溶液；所述树脂为聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、苯并恶嗪、双马来酰亚胺、聚酰亚胺、聚砜、聚苯硫醚、聚醚砜、不饱和聚酯、聚酰胺、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚醚酮酮中的一种或至少两种的混合物。所述助剂可以根据树脂体系不同进行对应的选择。
15、作为优选的实施方式，所述含石墨的导电物为膨胀石墨、微晶石墨、鳞片石墨、天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、石墨烯、碳纳米管、炭黑或者金属粉末中的一种或至少两种的混合物；所述含石墨的导电物为粉状导电物、块状导电物、片状导电物、膏状导电物或者浆状导电物。
16、作为优选的实施方式，步骤s2中，所述涂覆的方式为直接涂布、喷涂、转印、均匀撒粉、直接贴合或者贴合后机械剥离；所述涂覆可使用一种或两种不同的含石墨的导电物。
17、作为优选的实施方式，所述复合石墨双极板为完全合膜双极板或者不完全合膜双极板。
18、本专利技术提供一种复合石墨双极板的制备方法，本专利技术将裁剪后的纤维基材浸胶并抽真空，将含石墨的导电物涂覆在浸胶后的所述纤维基材表面，再放置于上下双极板模具中进行模压成型，进行固化和后处理得到复合石墨双极板；本专利技术的制备方法通过抽真空浸胶在纤维基材上附着树脂材料，有效提高了复合石墨双极板的机械强度(通过浸胶和选择纤维基材能够有效提升机械强度，使得其机械强度高于常规浸胶处理的极板)。同时，通过采用真空浸胶并控制真空度，可以最大限度的排出基材中的气体，使得胶水在毛细作用下能够到达基材的更深处，从而有效增强了极板的密封性能，能够有效解决双极板上实现过桥区特征时容易导致双极板密封失效而出现漏气或者气路压降过大的问题。
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1.一种复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述除去多余胶液通过刮刀刮除方式实现。
3.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述模压的压制方式为热压或者冷压。
4.如权利要求3所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，当所述压制方式为所述热压时，步骤S3中所述固化为在模具中保压固化、或者为脱模后再固化、或者为在模具中保压半固化后脱模再进行二次固化；
5.如权利要求4所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述纤维基材为碳纤维预浸料；所述碳纤维预浸料为单向碳纤维预浸料、编织碳纤维预浸料、炭纸或玻璃纤维。
7.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述胶液为40℃～80℃的混合溶液，所述混合溶液为树脂和助剂以质量比1：1制成的混合溶液；所述树脂为聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、苯并恶嗪、双马来酰亚胺、聚酰亚胺、聚
8.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述含石墨的导电物为膨胀石墨、微晶石墨、鳞片石墨、天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、石墨烯、碳纳米管、炭黑或者金属粉末中的一种或至少两种的混合物；所述含石墨的导电物为粉状导电物、块状导电物、片状导电物、膏状导电物或者浆状导电物。
9.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述涂覆的方式为直接涂布、喷涂、转印、均匀撒粉、直接贴合或者贴合后机械剥离。
10.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述复合石墨双极板为完全合膜双极板或者不完全合膜双极板。
...【技术特征摘要】
1.一种复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述除去多余胶液通过刮刀刮除方式实现。
3.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述模压的压制方式为热压或者冷压。
4.如权利要求3所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，当所述压制方式为所述热压时，步骤s3中所述固化为在模具中保压固化、或者为脱模后再固化、或者为在模具中保压半固化后脱模再进行二次固化；
5.如权利要求4所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述纤维基材为碳纤维预浸料；所述碳纤维预浸料为单向碳纤维预浸料、编织碳纤维预浸料、炭纸或玻璃纤维。
7.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述胶液为40...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建毅，
申请(专利权)人：深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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