[發(fā)明專利]一種低析出物石墨原板的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910615216.1
• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110371968B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李新;花仕洋;鄭澤民;項(xiàng)福軍;王傲
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所（中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所）
• 主分類號: C01B32/225
• 分類號: C01B32/225;C01B32/215;C01B32/21;H01M8/0213
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 江慧

本發(fā)明提供了一種低析出物石墨原板的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中石墨原板制成柔性石墨雙極板后在使用過程中有析出物導(dǎo)致鉑催化劑中毒，速膜電極組件以及密封件老化，降低燃料電池壽命等問題，其包括如下步驟：S1、選取石墨原料，采用強(qiáng)氧化劑對石墨原料進(jìn)行化學(xué)提純，得到提純石墨；S2、采用酸性插層劑對提純石墨進(jìn)行插層，得到插層石墨；S3、采用堿性清洗劑對插層石墨進(jìn)行清洗，再選用去離子水進(jìn)行沖洗；S4、加入導(dǎo)電碳黑進(jìn)行混合并干燥，得到干燥石墨；S5、對干燥石墨進(jìn)行高溫膨化，得到蠕蟲石墨；S6、將蠕蟲石墨壓制形成石墨原板。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種低析出物石墨原板的制備方法。

背景技術(shù)

質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是將氫氣與空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)并釋放電能的技術(shù)。PEMFC具有能量轉(zhuǎn)換效率高、低噪音、零排放等優(yōu)點(diǎn)，屬于環(huán)保型能源，未來具有廣闊的市場前景。

雙極板是PEMFC中重要的組件之一，主要起到反應(yīng)氣體導(dǎo)流、傳導(dǎo)電流、阻隔氣流、結(jié)構(gòu)支撐和導(dǎo)熱等作用。現(xiàn)階段雙極板的技術(shù)路線主要有金屬雙極板和石墨雙極板兩大類，石墨雙極板相比金屬雙極板而言具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在對電堆體積功率密度要求不高的領(lǐng)域，石墨電堆具有廣闊的應(yīng)用前景。

柔性石墨雙極板是將柔性石墨原板經(jīng)模壓、浸滲、清洗干燥、單極板粘接和密封圈成型制成。現(xiàn)有技術(shù)中，柔性石墨原板的制備工藝一般為將插層后的原料石墨經(jīng)高溫膨化得到蠕蟲石墨，再將蠕蟲石墨壓制形成石墨原板，生產(chǎn)過程中為對石墨提純，且插層后石墨也未進(jìn)行清洗處理。由于石墨屬于礦物，其本身攜帶有很多雜質(zhì)，如果不進(jìn)行提純和插層后清洗，就會殘留有溶解性金屬鹽、酸、硫、磷等雜質(zhì)。在電堆運(yùn)行過程中，會有大量水生成，金屬鹽、酸以及含硫、磷化合物都會遇水溶解析出，該類雜質(zhì)超過一定限度，就會導(dǎo)致催化劑中毒、膜電極組件以及密封件加速老化，燃料電池壽命降低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種低析出物石墨原板的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中石墨原板制成柔性石墨雙極板后在使用過程中有析出物導(dǎo)致鉑催化劑中毒，膜電極組件以及密封件加速老化，燃料電池壽命降低等問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的方案如下：一種低析出物石墨原板的制備方法，包括如下步驟：

S1、選取石墨原料，采用強(qiáng)氧化劑對石墨原料進(jìn)行化學(xué)提純，得到提純石墨；

S2、采用酸性插層劑對提純石墨進(jìn)行插層，得到插層石墨；

S3、采用堿性清洗劑對插層石墨進(jìn)行清洗，再選用去離子水進(jìn)行沖洗；

S4、加入導(dǎo)電碳黑進(jìn)行混合并干燥，得到干燥石墨；

S5、對干燥石墨進(jìn)行高溫膨化，到蠕蟲石墨；

S6、將蠕蟲石墨壓制形成石墨原板。

本發(fā)明提供的低析出物石墨原板的制備方法，由于在石墨原板的制備過程中，在插層之前對石墨進(jìn)行提純并在插層后采用堿性清洗劑對殘留有酸性插層劑的插層石墨進(jìn)行中和清洗，該石墨原板制成雙極板后，使用過程中析出物的量大大降低，有效的保證了燃料電池的使用壽命。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例詳細(xì)給出。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。在下列段落中以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。

本發(fā)明提供了一種低析出物石墨原板的制備工藝，其包括如下步驟：

S1、選取石墨原料，采用強(qiáng)氧化劑對石墨原料進(jìn)行化學(xué)提純，得到提純石墨。