[發(fā)明專(zhuān)利]一種燃料電池石墨雙極板的加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711136118.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107887612B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂海龍;臧文平;竇文鑫;韓雪;趙夕;殷正娥;李琳慈
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽錦美碳材科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/88
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/88
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

本發(fā)明公開(kāi)了一種燃料電池石墨雙極板的新型加工方法。主要原料包括石油焦、煤瀝青、中間相碳微球，依次經(jīng)過(guò)壓制、焙燒、浸漬、二次焙燒、石墨化、機(jī)加工等工藝步驟后制得燃料電池雙極板。本燃料電池石墨雙極板由于使用煤瀝青與中間相碳微球進(jìn)行浸漬加工，因此解決了純石墨板所制雙極板存在的機(jī)械強(qiáng)度低，機(jī)加工難度大，氣密性差等問(wèn)題，并且由于未使用樹(shù)脂類(lèi)粘結(jié)劑，所以所制雙極板并不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電性和耐腐蝕性受影響等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨板的加工方法，具體涉及一種燃料電池石墨雙極板的加工方法。

背景技術(shù)

燃料電池（Proton Exchange Membrance fuel Cell，縮寫(xiě)：PEMFC）是一種將燃料與氧化劑中的化學(xué)能通過(guò)電極上的電催化反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料電池雙極板是燃料電池堆中的一個(gè)重要組成部分，雙極板的好壞直接影響了燃料電池的發(fā)電性能，雙極板所占費(fèi)用比較高，一般占燃料電池成本的60～70%之間。

理想雙極板應(yīng)為電、熱的良導(dǎo)體，具有良好的機(jī)械性能，很好的阻氣性能，較低密度，耐腐蝕性好等特點(diǎn)。在常見(jiàn)的PEMFC中，流場(chǎng)與極板可以是一體的，也可以是分體的。目前雙極板的研究和應(yīng)用主要集中在金屬材料板、模壓材料板和石墨材料板，這三種雙極板各有優(yōu)勢(shì)：1、金屬材料雙極板機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)電性好，不透性好，弱點(diǎn)是耐腐蝕性差；2、模壓材料雙極板，前期一次性投入大，在導(dǎo)電性與強(qiáng)度之間需要取舍；3、石墨雙極板，具有良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，弱點(diǎn)是強(qiáng)度低，有氣孔，因此需要提高石墨材料的強(qiáng)度，填補(bǔ)石墨材料固有的不規(guī)則氣孔，從而達(dá)到燃料電池堆的使用要求。

傳統(tǒng)石墨板機(jī)械加工仍然是目前燃料電池雙極板中最常用的方案，石墨材料本身多孔透氣和易脆等特性，致使采用石墨雙極板的

質(zhì)子交換膜燃料電堆成本很高，可靠性相對(duì)較低。在對(duì)于燃料電池體積和重量要求不高的場(chǎng)合，傳統(tǒng)的石墨板機(jī)械加工方法仍然發(fā)揮重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種新型燃料電池石墨雙極板的加工方法。

本發(fā)明采用浸漬劑對(duì)石油焦粉經(jīng)壓制成型、焙燒后所得的燃料電池雙極板進(jìn)行真空加壓浸漬，再對(duì)浸漬后的燃料電池雙極板進(jìn)行二次焙燒處理，再將二次焙燒后的產(chǎn)品進(jìn)行石墨化處理，再對(duì)燃料電池石墨雙極板進(jìn)行機(jī)加工。

所述的浸漬劑為煤瀝青與中間相碳微球的混合物，混合比例為煤瀝青：中間相碳微球=10:1～100:1。

所述的真空加壓浸漬加工為先對(duì)雙極板進(jìn)行加熱，再將其放入浸漬罐中，再抽真空至-0.07MPa～-0.1MPa，再添加上述浸漬劑至完全淹沒(méi)雙極板，再對(duì)浸漬罐進(jìn)行加壓，浸漬時(shí)間為1小時(shí)～24小時(shí)。

所述的中間相碳微球的粒度為0.5μm～30μm。

所述的雙極板的加熱為將雙極板加熱至200℃～400℃。

所述的對(duì)浸漬罐進(jìn)行加壓壓力為1MPa～20MPa。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的有益效果：

本發(fā)明的燃料電池石墨雙極板的加工中由于采用了新型的浸漬劑與特殊的浸漬方法，因而使燃料電池石墨雙極板既具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，又具有較高的機(jī)械強(qiáng)度與良好的氣體密封性，完全可以達(dá)到燃料電池的使用要求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的加工流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施方式。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

實(shí)施例