【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，特别涉及一种柔性复合双极板的制备方法及燃料电池。
技术介绍
1、燃料电池是通过氢气与氧气（来自于空气）发生电化学反应产生电能的一种发电装置。由于质子交换膜燃料电池具有转化效率高、零污染、环境适应性强等优点，被认为是一种具有广阔前景的新能源技术，在汽车方面已经得到国家及地方示范推广与应用。
2、双极板是燃料电池电堆的核心部件，起到提供机械支撑、分隔氧化剂和还原剂、传热导电等作用。这就要求其具有良好的机械性能、低透气率、高导电、高耐腐蚀和高导热等特点。随着燃料电池电堆需求功率的不断提高，双极板活性面积增大，对于大面积双极板的机械强度也提出了更高的要求。
3、现有技术中柔性复合双极板制备方法通常是先将鳞片石墨经过氧化插层，高温膨胀成膨胀石墨，然后滚压制成柔性石墨板，柔性石墨板经过模压以及高分子树脂浸渗固化形成柔性复合双极板。
4、然而越来越大的电堆功率以及越来越高的功率密度需求，推动着双极板在更大更薄的方向上不断前进，而当前柔性复合双极板已经很难满足大功率电堆应用需要，因此亟需开发新技术来提高柔性复合双极板的机械强度。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种柔性复合双极板的制备方法及燃料电池，其主要目的在于解决现有技术中柔性复合双极板所存在的机械强度不足，无法满足大功率电堆应用需求的问题。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种柔性复合双极板的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、将鳞片石墨进
5、s2、将有机粘结剂与干燥后的鳞片石墨均匀混合，并置于惰性气体氛围中加热，使得有机粘结剂发生碳化，形成具有粘性的三维无定型碳膜，同时使得鳞片石墨发生膨胀，并与三维无定型碳膜相互作用形成高强度的膨胀石墨聚合物；
6、s3、将膨胀石墨聚合物经过压制切割形成不同面密度的柔性石墨原板；
7、s4、将柔性石墨原板放入真空模具中压制成带流道特征的半成品极板；
8、s5、将半成品极板进行浸渗、清洗、固化和干燥处理，得到成品极板。
9、进一步，步骤s2中，所述有机粘结剂为环氧树脂溶液或丙烯酸树脂溶液。
10、进一步，所述有机粘结剂的固含量为5%-20%，且有机粘结剂占鳞片石墨的质量分数为10%-40%。
11、进一步，步骤s2中，加热温度为300℃-800℃。
12、进一步，步骤s5中，首先采用热空气固化法对半成品极板进行初步固化，然后采用水浴固化法对半成品极板进行二次固化。
13、进一步，热空气固化法的固化温度为110℃-150℃，且固化时间不少于20min。
14、进一步，水浴固化法的固化温度为85℃-95℃，且固化时间不少于20min。
15、进一步，步骤s5中，浸渗过程中所采用的树脂溶液为聚氨酯体系或丙烯酸体系。
16、进一步，步骤s3中，在压制切割之前，需要对膨胀石墨聚合物进行清洗和干燥处理。
17、一种燃料电池，包括若干采用上述的制备方法获得的成品极板。
18、和现有技术相比，本专利技术产生的有益效果在于：
19、1、本专利技术通过添加有机粘结剂使得鳞片石墨在受热膨胀时与有机粘结剂同步碳化形成的三维无定型碳膜相互作用，从而形成高强度的膨胀石墨聚合物，由此提高成品极板的机械强度，使其可满足燃料电池大功率电堆的应用需求。
20、2、为了确保有机粘结剂发生碳化形成三维无定型碳膜，并确保膨胀石墨能进一步与三维无定型碳膜发生反应，形成高强度的膨胀石墨聚合物，本专利技术对有机粘结剂的种类、含量和加热温度等细节进行了明确限定，由此使得该制备方法具有更好的指导作用，通用性更强。
21、3、为了解决现有技术所采用的单一水浴加热固化方式中由于温度较低，极板内部深层树脂交联固化不充分，机械强度偏低的问题，本专利技术采用热空气固化法+水浴固化法的组合固化方式对浸渗到极板内部树脂进行充分固化，由此有效提高了极板内部深层树脂的交联固化效果，显著地改善了成品极板机械强度。
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1.一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述有机粘结剂为环氧树脂溶液或丙烯酸树脂溶液。
3.如权利要求2所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：所述有机粘结剂的固含量为5%-20%，且有机粘结剂占鳞片石墨的质量分数为10%-40%。
4.如权利要求2所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S2中，加热温度为300℃-800℃。
5.如权利要求1所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S5中，首先采用热空气固化法对半成品极板进行初步固化，然后采用水浴固化法对半成品极板进行二次固化。
6.如权利要求5所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：热空气固化法的固化温度为110℃-150℃，且固化时间不少于20min。
7.如权利要求5所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于： 水浴固化法的固化温度为85℃-95℃，且固化时间不少于20min。
8.如权利要求1所述的
9.如权利要求1所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S3中，在压制切割之前，需要对膨胀石墨聚合物进行除杂和清洗干燥处理。
10.一种燃料电池，其特征在于，包括若干采用权利要求1-9任一所述的制备方法获得的成品极板。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述有机粘结剂为环氧树脂溶液或丙烯酸树脂溶液。
3.如权利要求2所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：所述有机粘结剂的固含量为5%-20%，且有机粘结剂占鳞片石墨的质量分数为10%-40%。
4.如权利要求2所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤s2中，加热温度为300℃-800℃。
5.如权利要求1所述的一种柔性复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤s5中，首先采用热空气固化法对半成品极板进行初步固化，然后采用水浴固化法对半成品极板进行二次固化。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郝凯歌，宋光吉，杨福清，苏亮，唐静，王健伟，朱子优，
申请(专利权)人：厦门金龙联合汽车工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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