【技术实现步骤摘要】
本申请属于负极材料，具体地讲，尤其涉及复合材料及其制备方法、双极板及其制备方法、燃料电池。
技术介绍
1、双极板是燃料电池的一种核心零部件，主要作用为支撑mea、提供氢气、氧气和冷却液流体通道并分隔氢气和氧气、收集电子、传导热量。
2、现有的双极板主要包括石墨双极板、金属双极板和复合材料双极板，复合材料双极板是由聚合物和导电填料混合经模压、注塑等方法制作成型。复合材料双极板的性能可以根据聚合物和导电填料的比例和表面性能进行调节，通过改变聚合物与导电填料的表面性质，从而改变两者的结合性能，进而控制双极板的电学、力学、气密性等性能，是当前的研究热点之一。复合材料双极板具有较低的成本，良好的耐腐蚀性，极具发展前景。但是目前复合材料双极板也具有以下问题：
3、复合材料混合均匀性差，不能满足双极板的性能要求。复合材料是导电填料与树脂的混合物，导电填料具有良好的导电性能，但是直接模压成型得到的板材强度极低，此时需要加入树脂作为粘结剂与增强相，以提升板材的机械强度，但是树脂在通常情况下都是绝缘体，因此双极板加工成型以后的导电性能将会出现大幅的下降。将树脂合理分散在导电填料中，能有效构建双极板的导电网络，降低树脂对双极板导电网络的影响。
4、复合材料的流动性较差，由于导电填料与树脂并非流动性很好的材料，因此在制成双极板粉体母料以后，母料的流动性很差，在制备双极板时，需要将母料均匀分布在模具中，以保证在模压的均匀性与极板的性能。但是由于目前的双极板粉体母料流动性欠佳，会导致成型后的双极板厚度以及流道形貌不均匀，
5、因此，现在急需一种混合均匀性和流动性较强的复合材料，其能够应用在双极板中提高双极板的机械强度和使用寿命。
技术实现思路
1、本申请为了克服上述缺陷，提供一种复合材料及其制备方法、双极板及其制备方法、燃料电池，该复合材料具有优良的混合均匀性和流动性，其应用在双极板中能够提高双极板的机械强度和使用寿命。
2、第一方面，本申请提供一种复合材料，包括碳基体及分布在所述碳基体至少部分表面的多孔包覆层，所述碳基体包括第一碳基材料和第二碳基材料，所述多孔包覆层的孔径大于等于所述第一碳基材料的中值粒径，所述第一碳基材料的球形度大于等于0.5，所述第一碳基材料的球形度大于所述第二碳基材料的球形度。
3、在一种可选的实施方式中，所述复合材料包括如下特征(1)～(14)中的至少一种：
4、(1)所述第一碳基材料的球形度大于等于0.7；
5、(2)所述第一碳基材料包括球形石墨粉体、中间相碳微球和鳞片石墨微粉中的至少一种；
6、(3)所述第一碳基材料的中值粒径为0.5μm～50μm；
7、(4)所述第二碳基材料包括低维度碳材料；
8、(5)所述第二碳基材料包括低维度碳材料，所述低维度碳材料包括膨胀石墨、多层石墨烯、单层石墨烯、碳纳米管和碳纤维中的至少一种；
9、(6)所述第二碳基材料的中值粒径为100μm～300μm；
10、(7)所述多孔包覆层的材质包括树脂，所述树脂的熔点大于等于100℃；
11、(8)所述多孔包覆层的材质包括树脂，所述树脂包括酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚甲醛树脂和有机硅树脂中的至少一种；
12、(9)所述多孔包覆层的厚度为0.1μm～1μm；
13、(10)所述多孔包覆层的孔隙率为20％～60％；
14、(11)所述碳基体的颗粒强度为0.1mpa～1.5mpa；
15、(12)所述碳基体的固定碳含量大于92％；
16、(13)所述第二碳基材料在所述复合材料中的质量占比大于等于40％；
17、(14)所述多孔包覆层在所述复合材料中的质量占比为1％～20％。
18、在一种可选的实施方式中，所述复合材料包括如下特征(1)～(8)中的至少一种：
19、(1)所述复合材料的电导比a＝s2/s1，a大于等于10，其中，s1为所述复合材料受到f倍颗粒强度压力的电导率(s/m)，s2代表为所述复合材料受到5f倍颗粒强度压力的电导率(s/m)，f＝0.2～0.8；
20、(2)所述复合材料的电导比a＝s2/s1，a＝10～20，其中，s1为所述复合材料受到f倍颗粒强度压力的电导率(s/m)，s2代表为所述复合材料受到5f倍颗粒强度压力的电导率(s/m)，f＝0.2～0.8；
21、(3)所述复合材料的中值粒径为300μm～1000μm；
22、(4)所述复合材料的颗粒强度为5mpa～20mpa；
23、(5)所述复合材料的表观密度为0.5g/cm3～2.5g/cm3；
24、(6)所述复合材料的吸油值大于等于100ml/100g；
25、(7)所述复合材料的碳含量大于等于90％；
26、(8)所述复合材料的休止角为5°～40°。
27、第二方面，本申请实施例提供一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
28、将含有第一碳基材料和第二碳基材料的混合料进行造粒得到前驱体，所述第一碳基材料的球形度大于等于0.5，所述第一碳基材料的球形度大于所述第二碳基材料的球形度；
29、将所述前驱体与包覆材料混合后进行热处理得到复合材料，其中，所述前驱体与所述包覆材料的质量比为(10～100):1。
30、在一种可选的实施方式中，所述制备方法包括如下特征(1)～(15)中的至少一种：
31、(1)所述第一碳基材料的中值粒径为0.5μm～50μm；
32、(2)所述第二碳基材料的中值粒径为100μm～300μm；
33、(3)所述第一碳基材料和第二碳基材料的质量比为：1:(1～10)；
34、(4)所述第一碳基材料和第二碳基材料的混合料中还包括溶剂；
35、(5)所述第一碳基材料和第二碳基材料的混合料中还包括溶剂，所述溶剂包括水、乙醇、异丙醇和丙酮中的至少一种；
36、(6)所述含有第一碳基材料和第二碳基材料的混合料的固含量为10％～20％；
37、(7)所述前驱体的球形度大于等于0.7；
38、(8)所述造粒的设备包括喷雾干燥设备；
39、(9)所述造粒的温度为120℃～300℃；
40、(10)所述造粒的时间为10s～180s；
41、(11)所述第一碳基材料的球形度大于等于0.7；
42、(12)所述包覆材料包括树脂，所述树脂的熔点大于等于100℃；
43、(13)所述包覆材料包括树脂，所述树脂包含酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚甲醛树脂和有机硅树脂中的至少一种；
44、(14)所述热处本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于，包括：碳基体及分布在所述碳基体至少部分表面的多孔包覆层，所述碳基体包括第一碳基材料和第二碳基材料，所述多孔包覆层的孔径大于等于所述第一碳基材料的中值粒径，所述第一碳基材料的球形度大于等于0.5，所述第一碳基材料的球形度大于所述第二碳基材料的球形度。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括如下特征(1)～(14)中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括如下特征(1)～(8)中的至少一种：
4.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(1)～(15)中的至少一种：
6.一种双极板，其特征在于，所述双极板包括第一碳基材料、第二碳基材料和包覆材料，所述包覆材料包覆于所述第二碳基材料表面和/或所述包覆材料分散于所述第一碳基材料和所述第二碳基材料之间，所述第一碳基材料的球形度大于等于0.5，所述第一碳基材料的球形度大于所述第二碳基材料的球形度。
7.
8.一种双极板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括权利要求6～7任一项所述的双极板或包括权利要求8～9任一项所述的方法制备的双极板。
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，包括：碳基体及分布在所述碳基体至少部分表面的多孔包覆层，所述碳基体包括第一碳基材料和第二碳基材料，所述多孔包覆层的孔径大于等于所述第一碳基材料的中值粒径，所述第一碳基材料的球形度大于等于0.5，所述第一碳基材料的球形度大于所述第二碳基材料的球形度。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括如下特征(1)～(14)中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括如下特征(1)～(8)中的至少一种：
4.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(1)～(15)中的至少一种：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖，颜聿聪，李子坤，黄友元，任建国，贺雪琴，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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