[發明專利]柔性超薄石墨雙極板及其制備方法

有效

• 申請號: 202110339750.1
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113224339B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 朱怡;沈楊彬
• 申請（專利權）人: 蘇州然普能源有限公司
• 主分類號: H01M8/0228
• 分類號: H01M8/0228;H01M8/0213;B82Y30/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 趙世發;王鋒

1.一種柔性超薄石墨雙極板的制備方法，其特征在于包括:

提供石墨粉體材料，所述石墨粉體材料包括膨脹石墨、碳纖維、碳納米管和低粘度液體粘結劑；

提供碳納米管膜，并采用物理或化學方法對所述碳納米管膜的表面進行粗糙化處理，所述化學方法包括對所述碳納米管膜的表面進行羥基化處理，所述物理方法包括在所述碳納米管膜的表面加工形成多個凹槽或孔；

在碳納米管膜的兩側表面設置由所述石墨粉體材料形成的石墨粉體材料層，并采用熱壓方式使兩層所述石墨粉體材料層與碳納米管膜結合形成柔性超薄石墨雙極板，其中，熱壓的壓力為5-22MPa、溫度為100-250℃、時間為1-30min；

以及，于惰性氣體氣氛條件下對所述柔性超薄石墨雙極板進行煅燒，所述煅燒的溫度為800-2500℃、時間為1-20h。

2.根據權利要求1所述柔性超薄石墨雙極板的制備方法，其特征在于還包括：在所述柔性超薄石墨雙極板的表面加工形成流道結構。

3.根據權利要求1所述柔性超薄石墨雙極板的制備方法，其特征在于具體包括：

先將膨脹石墨、碳纖維和碳納米管混合形成粉末材料，再將所述石墨粉體材料與低粘度液體粘結劑混合形成濕潤的石墨粉體材料。

4.根據權利要求3所述柔性超薄石墨雙極板的制備方法，其特征在于所述石墨粉體材料包括70-90wt%膨脹石墨、5-20wt%碳纖維、5-10wt%碳納米管，所述低粘度液體粘結劑的用量為所述粉末材料總質量的5-20％。

5.根據權利要求3所述柔性超薄石墨雙極板的制備方法，其特征在于所述低粘度液體粘結劑的粘度10mPa.s。

6.根據權利要求3所述柔性超薄石墨雙極板的制備方法，其特征在于所述低粘度液體粘結劑包括特種酚醛樹脂、特種密胺樹脂、特種環氧樹脂、特種呋喃樹脂和特種脲醛樹脂中的任意一種或兩種以上的組合。

7.根據權利要求3所述柔性超薄石墨雙極板的制備方法，其特征在于還包括：于40-60℃條件下對濕潤的石墨粉體材料干燥處理1-10h。

8.由權利要求1-7中任一項所述的制備方法制備獲得的柔性超薄石墨雙極板。

9.根據權利要求8所述柔性超薄石墨雙極板，其特征在于包括依次疊層設置的第一石墨層、碳納米管膜層和第二石墨層，所述第一石墨層和第二石墨層由所述石墨粉體材料形成；其中，所述碳納米管膜層的厚度為0.05-0.1mm，所述第一石墨層、第二石墨層的厚度為0.1-0.8mm。

10. 根據權利要求8所述柔性超薄石墨雙極板，其特征在于：所述柔性超薄石墨雙極板的密度為100-185g/cc、電導率為100-310 S/cm、拉伸輕度為100-300MPa，且所述柔性超薄石墨雙極板于0.3-1MPa的負壓條件下不透氣。

11.根據權利要求8所述柔性超薄石墨雙極板，其特征在于：所述柔性超薄石墨雙極板的厚度為0.5-2mm。