[發明專利]一種雙極板的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201711332287.8
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN109921053A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 楊林林;李印華;孫公權
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/0223
• 分類號: H01M8/0223;H01M8/0267
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 毛薇;李馨

1.一種雙極板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一，配制原料

將導電材料、聚合物、添加劑混合，得到預制物料；

步驟二，模具熱壓法制單極板

將預制物料均勻鋪展在模具內，經熱壓、冷卻、脫模制得單極板；

步驟三，膠粘制雙極板

(1)將單極板需要膠粘的部位表面采用等離子體進行表面處理，處理時間為20s～60s；

(2)在單極板的待結合處引入膠液，與另一單極板壓合，膠液固化后得到雙極板；

其中，步驟一中，所述導電材料的質量含量為預制物料的70％～88％；

所述聚合物的質量為預制物料的10％～25％；

所述導電材料為碳素材料和/或金屬材料；

所述添加劑為脫模劑和/或增強劑；

所述增強劑為增強纖維，所述增強纖維的質量含量為預制物料的0～15％。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述增強纖維為碳纖維、碳化硅纖維或玻璃纖維中的至少一種，纖維尺寸為100～400目，長度5～8mm；

所述碳纖維經表面氧化預處理，將所述碳纖維在濃酸中煮沸回流8～14h，然后用去離子水清洗纖維表面3～10次，然后100℃下烘干。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

所述碳素材料為石墨粉、碳黑、鱗片石墨、乙炔黑或碳微球中的至少一種；

所述金屬材料為金屬粉和/或細金屬網。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述脫模劑為內脫模劑和/或外脫模劑；

所述內脫模劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅，碳氫基合成石蠟、脂肪酸中的至少一種；

所述外脫模劑為鱗片石墨、石墨乳、甲基硅油、硬質酸鋅、硬質酸鈉、高溫潤滑脂中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述內脫模劑的質量含量為預制物料的0.3-3.0wt.％。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述引入膠液的方式為刮涂、刷涂、絲網印刷或點膠工藝。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述引入膠液的厚度為25-55μm。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，膠液的耐溫性不低于180℃，粘度為3000-40000cPs。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述膠液中含有耐高溫導電材料，所述耐高溫導電材料為金屬粉和/或聚合物和/或石墨碳粉；所述金屬粉為金、鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鉻、鈦或鋯；所述聚合物為聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。

10.權利要求1-9任一項所述制備方法所得雙極板在質子交換膜燃料電池系統中的應用。