[發明專利]一種高功率密度PEMFC電堆專用極板及其制備方法

有效

• 申請號: 201510940366.1
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105428670A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 程立明;魏廣科
• 申請（專利權）人: 江蘇綠遙燃料電池系統制造有限公司
• 主分類號: H01M8/0202
• 分類號: H01M8/0202;H01M8/0243;H01M8/0258
• 代理公司: 北京天平專利商標代理有限公司 11239
• 代理人: 繆友菊

1.一種高功率密度PEMFC電堆專用極板，其特征在于，包括如下組分：

2.根據權利要求1所述的高功率密度PEMFC電堆專用極板，其特征在于，包括如下組分：

3.根據權利要求1所述的高功率密度PEMFC電堆專用極板，其特征在于，所述碳纖維短纖為T300～T1000其中一種；短纖長度為3～9mm。

4.根據權利要求1所述的高功率密度PEMFC電堆專用極板，其特征在于，所述樹脂為酚醛樹脂、環氧樹脂、丙稀酸類樹脂、聚酯樹脂或含氟類樹脂的其中一種或幾種的混合物。

5.根據權利要求1所述的高功率密度PEMFC電堆專用極板，其特征在于，所述碳粉為XC-72、科琴黑、中間相碳微球或碳納米管其中一種或幾種的混合物，所述碳粉或石墨粉的粒徑為1000～15000目。

6.一種如權利要求1～5任意一項所述的高功率密度PEMFC電堆專用極板的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)混料：將碳纖維短纖與樹脂或瀝青混合，并攪拌均勻后，再加入碳粉或石墨粉、造孔劑、增強劑DH-4，繼續攪拌；

(2)壓制：根據設計的流場形狀與尺寸，將步驟(1)處理后混合物放入模具內壓制成一面為平板，另一面具有流場結構的極板，該極板厚度為0.6～3mm，孔隙率為50％～80％，孔徑為0.1～3μm；

(3)石墨化：將壓制成型的極板進行高溫石墨化處理，石墨化條件為：高溫1800～2300℃，氮氣保護或者在真空氛圍內，完成后冷卻待用；

(4)疏水：將石墨化后的極板放入10％～60％的PTFE溶液中浸泡，瀝干后，在300～400℃下灼燒疏水處理，完成后冷卻，得到該高功率密度PEMFC電堆專用極板。

7.根據權利要求6所述的高功率密度PEMFC電堆專用極板的制備方法，其特征在于，步驟(2)中流場包括陰極側流場和陽極側流場兩種。

8.根據權利要求7所述的高功率密度PEMFC電堆專用極板的制備方法，其特征在于，所述陰極側流場的極板流道深度為0.5～2mm，陽極側流場的極板流道深度為0.3～1mm。

9.根據權利要求6所述的高功率密度PEMFC電堆專用極板的制備方法，其特征在于，步驟(2)中流場的形狀包括蛇形流場、直流場、混合流場、點狀流場。

10.根據權利要求6所述的高功率密度PEMFC電堆專用極板的制備方法，其特征在于，極板的平板面上還涂布有一層厚度為10～700μm的導電緩沖層。