[發明專利]一種模壓成型雙極板的制備方法

在審

• 申請號: 202011482770.6
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112563528A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 王繼明;燕希強;何生根;瞿麗娟;賈佳;王鐸霖;孫注江;崔士濤
• 申請（專利權）人: 廣東國鴻氫能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0213
• 分類號: H01M8/0213;H01M8/0226;H01M8/00;H01M8/2465
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;管瑩

本發明涉及燃料電池技術領域，公開了一種模壓成型雙極板的制備方法，包括以下步驟：S1、預制第一模具和第二模具；S2、將組合物輥壓成原料板；S3、將原料板鋪設在所述第一突起部或第一凹陷部上，采用壓機驅動所述第一模具與所述第二模具相對移動，對原料板進行壓合以形成預成型構件；S4、將預成型構件進行浸膠工藝；S5、待浸膠結束后，將預成型構件進行固化工藝；S6、待固化結束后，對預成型構件的上表面和下表面進行整平工藝；S7、待整平結束后，將兩片預成型構件相互疊放并通過絲印粘接一起以獲得雙極板。本發明省略了對雙極板表面的修磨工序，制作時間短且操作簡單，有效提高了加工效率，且制作成本較低，提高經濟效益。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，特別是涉及一種模壓成型雙極板的制備方法。

背景技術

燃料電池電堆是由多片單體電池串聯疊加構成，將雙極板與膜電極交替疊合密封，并由前、后端板及補償裝置壓緊固定，構成質子交換膜燃料電池電堆。因此，電堆的核心是雙極板與MEA。目前雙極板常用石墨材質制作，相比于金屬雙極板，雙極板具有導電性高、耐蝕性，質量輕、壽命長且與電極相容性好等特點。

現有石墨雙極板的制作是通過機械雕刻硬石墨表面，形成用于冷卻的流場。但該制作方式的機械加工難度大，加工效率低，導致制作成本較高，同時加工成型后的石墨雙極板較厚，較脆且不易組裝。

發明內容

本發明的目的是提供一種模壓成型雙極板的制備方法，能夠簡化目前石墨雙極板的制作流程，有效提高加工效率，同時制得的雙極板物理性能更加優良。

為了實現上述目的，本發明提供了一種模壓成型雙極板的制備方法，包括以下步驟：

S1、預制第一模具和第二模具；其中，所述第一模具設有多個間隔設置的第一突起部或第一凹陷部，所述第二模具設有多個間隔設置的第二突起部或第二凹陷部，且所述第一模具設有第一突起部或第一凹陷部的一側與所述第二模具設有第二突起部或第二凹陷部的一側相向設置；

S2、將組合物輥壓成原料板；其中，組合物包括膨脹石墨粉、碳纖維；

S3、將原料板鋪設在所述第一突起部或第一凹陷部上，采用壓機驅動所述第一模具與所述第二模具相對移動，對原料板進行壓合以形成預成型構件；

S4、將預成型構件進行浸膠工藝；

S5、待浸膠結束后，將預成型構件進行固化工藝；

S6、待固化結束后，對預成型構件的上表面和下表面進行整平工藝；

S7、待整平結束后，將兩片預成型構件相互疊放并通過絲印粘接一起以獲得雙極板。

進一步地，所述組合物按質量百分比計算包括：膨脹石墨粉為90％－95％，碳纖維為5％－10％。

進一步地，所述S1中，任意相鄰兩個第一突起部或第二凹陷部的間距相同，任意相鄰兩個第二突起部或第二凹陷部的間距相同。

進一步地，所述S3中，壓機的壓力為2－25Mpa，壓合時間為5－10s。

進一步地，所述S4中，浸膠工藝采用的浸液為熱固型樹脂液。

進一步地，所述S5中，所述固化工藝為加熱固化，且所述加熱固化的溫度為80－300℃。

進一步地，所述S7中，待整平結束之后還需要對預成型構件進行降溫冷卻。

進一步地，冷卻方式包括風冷或水冷。

進一步地，所述S8中，所述冷卻方式為風冷，且冷卻溫度為5－25℃，冷卻時間為3－5h。

進一步地，還包括以下步驟：

S8、對成形的雙極板進行裁切及清洗。