[發(fā)明專利]一種高氣體阻隔性膨脹石墨單極板的制備方法及氫燃料電池

有效

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• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109818003B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 李宜彬
• 申請（專利權）人: 日照市烯創(chuàng)新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0228
• 分類號: H01M8/0228;H01M8/0282;H01M8/0213
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種高氣體阻隔性膨脹石墨單極板的制備方法，其特征在于：所述的制備方法步驟如下：

步驟一：模具制備：根據(jù)膨脹石墨單極板的形狀和尺寸制備相應的模具，模具材料為高強石墨；

步驟二：對石墨烯薄膜和膨脹石墨粉的相對位置進行設計，并對膨脹石墨粉預壓成型；所述的石墨烯薄膜中的石墨烯沿著單極板平面定向排布；

步驟三：熱壓燒結成型：通過熱壓燒結將石墨烯薄膜和預壓成型的膨脹石墨組合成一個整體，得到含有石墨烯薄膜的膨脹石墨單極板。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種高氣體阻隔性膨脹石墨單極板的制備方法，其特征在于：步驟二中，所述的石墨烯薄膜和膨脹石墨粉的相對位置為以下三種中的任意一種：

（1）底層為石墨烯薄膜，頂層為膨脹石墨粉；

（2）底層為膨脹石墨粉，頂層為石墨烯薄膜；

（3）底層和頂層為膨脹石墨粉，中間層為石墨烯薄膜。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種高氣體阻隔性膨脹石墨單極板的制備方法，其特征在于：步驟二中，所述的預壓成型具體條件為：給膨脹石墨粉施加0.5~1MPa的壓力，壓機以5~20mm/min勻速加壓，到達給定壓力后保壓1~5min。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種高氣體阻隔性膨脹石墨單極板的制備方法，其特征在于：步驟二中，所述的石墨烯薄膜的厚度為50~200μm。

5.根據(jù)權利要求1或4所述的一種高氣體阻隔性膨脹石墨單極板的制備方法，其特征在于：所述的石墨烯薄膜為純石墨烯薄膜或以石墨烯為基體，添加金屬、合金或高聚物的石墨烯基復合薄膜，其中，金屬、合金或高聚物的添加量均為0.1vt.%~5vt.%。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種高氣體阻隔性膨脹石墨單極板的制備方法，其特征在于：步驟三中，所述的熱壓燒結具體為：自室溫以5~15℃/min的升溫速率將溫度升高至600℃~2500℃，施壓，壓力為20MPa~60MPa，保溫保壓時間為30~120min，整個熱壓燒結過程在真空環(huán)境中進行。

7.一種包含權利要求1~6任一權利要求所述的制備方法制備的單極板的氫燃料電池，其特征在于：所述的氫燃料電池包括至少一個單極板。

8.根據(jù)權利要求7所述的氫燃料電池，其特征在于：所述的氫燃料電池包括兩個單極板和一個質(zhì)子交換膜。