[發(fā)明專利]膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910055729.1
• 申請日: 2019-01-19
• 公開（公告）號: CN109574004B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張勇
• 申請（專利權(quán)）人: 青島杜科新材料有限公司
• 主分類號: C01B32/225
• 分類號: C01B32/225;C04B41/85;H01M4/88;H01M4/86;H01M4/96
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 葉新平

1.一種膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、高溫膨脹處理：選用純度為99-99.9％的可膨脹石墨，將可膨脹石墨置于800-960℃的環(huán)境下，進行高溫膨化處理3-5s；

S2、石墨烯噴涂：將經(jīng)過高溫膨脹處理的膨脹石墨平鋪在傳輸帶上，向膨脹石墨上均勻噴涂固含量為5％-10％的石墨烯，每千克膨脹石墨的噴涂量為2％-5％；

S3、微波干燥：將噴涂石墨烯的膨脹石墨在400-500℃下干燥3-5min，微波頻率為2400-2500MHz；

S4、模壓成型：將干燥后的膨脹石墨置于傳輸帶上，采用滾筒壓制方式，制得低密度石墨板，所述傳輸帶的傳輸速度為10-20m/min，滾筒壓力為1-10MPa，所述低密度石墨板的密度為0.8-1.5g/cm³。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法，其特征在于，所述步驟S2中石墨烯漿料由以下方法制成：將5-10％的石墨烯加入89.5-94.5％的水中，再加入0.5％的表面活性劑，混合攪拌均勻，制得石墨烯漿料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮和木質(zhì)素磺酸鈉中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法，其特征在于，所述步驟S2中石墨烯漿料中石墨烯的粒徑為0.8-1.2μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法，其特征在于，所述步驟S1中可膨脹石墨的制備方法如下：

(1)將含碳量為99.95％的天然鱗片石墨和插層劑按照質(zhì)量比為1:0.5-10的比例進行混合，攪拌速率為30-60r/min，反應溫度為10-40℃，反應時間為30-60min；

(2)水洗步驟(1)所得反應產(chǎn)物，并添加與天然鱗片石墨質(zhì)量比為1:0.3-0.5的抗氧化劑，攪拌混合，攪拌速率為30-50r/min，攪拌時間為20-40min；

(3)將步驟(2)所得物放入烘箱內(nèi)，在55-65℃下干燥4.5-5.5h，制得可膨脹石墨。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法，其特征在于，所述插層劑為質(zhì)量濃度為15-25％的草酸溶液或濃硫酸。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法，其特征在于，所述抗氧化劑為抗氧劑TNP、抗氧劑TPP、抗氧劑164、抗氧劑264中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法，其特征在于，所述天然鱗片石墨的粒徑為80-200目。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹石墨摻雜石墨烯制備高導電氫燃料電池雙極板用低密度柔性石墨板的方法，其特征在于，所述步驟S2中膨脹石墨在傳輸帶上的平鋪厚度為0.5-1cm。