一种复合材料燃料电池双极板及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863683A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211698632.0(22)申请日2022.12.29(71)申请人山东大学地址250100山东省济南市山大南路27号(72)发明人赵志勇黄耀飞高军夏浩洲尚金磊吉章莹(74)专利代理机构西安迪业欣知识产权代理事务所(普通合伙)61278专利代理师校丽丽(51)Int.Cl.H01M8/0202(2016.01)H01M8/0234(2016.01)H01M8/0241(2016.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种复合材料燃料电池双极板及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种复合材料燃料电池双极板及其制备方法，其中制备方法包括制备非致密碳纳米管连续网络多孔结构预制体；向非致密碳纳米管连续网络多孔结构预制体中添加热塑性树脂或热固性树脂后，喷淋胶水溶液，得到片层状复合材料；将多个片层状复合材料逐层叠放后热压，得到燃料电池双极板。本发明的复合材料燃料电池双极板的制备方法，在不破坏碳纳米管网络结构前提下向其内部掺杂热塑性树脂或热固性树脂，可以大大提高复合材料的导电性能，通过普通热压即可成形，工艺简单，能够实现批量化生产，且复合板材的密度小，可显著降低燃料电池双极板的重量。本发明的复合材料燃料电池双极板是一种高导电、质量稳定的轻质电池双极板。CN115863683ACN115863683A权利要求书1/1页1.一种复合材料燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，包括：制备非致密碳纳米管连续网络多孔结构预制体；向所述非致密碳纳米管连续网络多孔结构预制体中添加热塑性树脂或热固性树脂后，喷淋胶水溶液，得到片层状复合材料；将多个所述片层状复合材料逐层叠放后热压，得到燃料电池双极板。2.根据权利要求1所述的复合材料燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，所述喷淋胶水溶液，得到片层状复合材料，具体包括：将易挥发性液体与胶水混合，得到胶水溶液；将所述胶水溶液喷淋至添加热塑性树脂或热固性树脂后的碳纳米管连续网络多孔结构预制体表面，得到片层状复合材料。3.根据权利要求2所述的复合材料燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，所述易挥发性液体为乙醇或丙酮，所述胶水为水溶性胶水。4.根据权利要求3所述的复合材料燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，所述水溶性胶水为聚乙烯醇胶水。5.根据权利要求3所述的复合材料燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，所述水溶性胶水的体积含量小于20％。6.根据权利要求3所述的复合材料燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，所述易挥发性液体的体积比小于或等于50％。7.根据权利要求1‑6任一项所述的复合材料燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，在得到片层状复合材料之后，还包括：将所述片层状复合材料置于预设温度的干燥箱内进行干燥，得到干燥后的片层状复合材料；相应的，将多个所述片层状复合材料逐层叠放后热压，具体为：将多个所述干燥后的片层状复合材料逐层叠放后热压。8.根据权利要求1所述的复合材料燃料电池双极板的制备方法，其特征在于，所述热压的温度为290℃‑310℃，压力为1MPa‑2MPa。9.一种利用权利要求1‑8任一项所述的复合材料燃料电池双极板的制备方法制备得到的复合材料燃料电池双极板。10.根据权利要求9所述的复合材料燃料电池双极板，其特征在于，所述复合材料燃料电池双极板的体积密度小于或者等于1.3g/cm3。2CN115863683A说明书1/5页一种复合材料燃料电池双极板及其制备方法技术领域[0001]本发明公开了一种复合材料燃料电池双极板及其制备方法，属于燃料电池技术领域。背景技术[0002]燃料电池双极板是电堆中的“骨架”，与膜电极层叠装配成电堆，在燃料电池中起到支撑、收集电流、分配气体的作用，其质量在燃料电池中大概占到了70％以上，成本花费则占到35％以上。[0003]燃料电池双极板不但要求具有良好的导电导热性能，还要求具有非常好的抗弯能力、耐腐蚀性以及具有成本低、质量轻等特性。传统的金属双极板虽然生产工艺简单，成本低，但是耐腐蚀性能不足导致其寿命受限；而石墨双极板通常主要由高密度石墨制成，但石墨的脆性导致其机械强度不足，且价格昂贵，体积大。[0004]因此近年复合材料成为生产新型电池双极板的主流材料。现有技术中，通常将石墨导电粉体材料与树脂混合，形成浆料进行注塑成型或者热压成型。其虽然能够达到双极板的基本指标，但是存在导电性较差、质量稳定性较差的问题。发明内容[0005]本申请的目的在于，提供一种复合材料燃料电池双极板及其制备方法，以解决现有技术中利用石墨导电粉体材料与树脂混合，形成浆料进行注塑成型或者热压成型得到的燃料电池双极板存在的导电性较差、质量稳定性较差