热压石墨极板及其制备方法、碱性电解槽和电解水制氢设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115821298A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211471599.8C04B111/20(2006.01)(22)申请日2022.11.23(71)申请人北京吉拓创能科技有限公司地址100000北京市海淀区永泰庄北路1号天地邻枫7号楼1层113室(72)发明人曹宏宇王庆斌李文岩丛涛(74)专利代理机构北京中政联科专利代理事务所(普通合伙)11489专利代理师陈超(51)Int.Cl.C25B9/19(2021.01)C25B1/04(2021.01)C04B26/14(2006.01)C04B26/12(2006.01)C04B26/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称热压石墨极板及其制备方法、碱性电解槽和电解水制氢设备(57)摘要本发明公开了一种热压石墨极板及制备方法、碱性电解槽和电解水制氢设备，所述热压石墨极板包括主极板和极框，极框围绕所述主极板的周侧，且所述极框和所述主极板为一体成型结构；其中，主极板包括第一预设比例的石墨粉、耐碱性树脂、导电剂和碳纤维；极框包括第二预设比例的石墨粉和耐碱性树脂；第二预设比例中的耐碱性树脂含量大于第一预设比例中的耐碱性树脂含量。主极板中添加一定量的导电剂和碳纤维，导电剂可选用碳黑，这样可提高主极板的电导率及电学性能；由于极框中耐碱性树脂含量大于主极板中的耐碱性树脂含量，因此相对于主极板，极框的树脂含量更多，使极框的强度和耐腐蚀性进一步增强，可有效提高电解槽的整体性能。CN115821298ACN115821298A权利要求书1/2页1.一种热压石墨极板，其特征在于，用于碱性电解槽中，所述热压石墨极板包括主极板和极框，所述极框围绕所述主极板的周侧，且所述极框和所述主极板为一体成型结构；其中，所述主极板包括第一预设比例的石墨粉、耐碱性树脂、导电剂和碳纤维；所述极框包括第二预设比例的石墨粉和耐碱性树脂；所述第二预设比例中的耐碱性树脂含量大于所述第一预设比例中的耐碱性树脂含量。2.根据权利要求1所述的热压石墨极板，其特征在于，所述主极板包括第一预设比例的以下组分：石墨粉75‑85wt％；耐碱性树脂15‑25wt％；导电剂3‑5wt％；碳纤维3‑7wt％。3.根据权利要求1所述的热压石墨极板，其特征在于，所述极框包括第二预设比例的以下组分：石墨粉40‑50wt％；耐碱性树脂50‑60wt％。4.根据权利要求1所述的热压石墨极板，其特征在于，所述耐碱性树脂包括环氧树脂、酚醛环氧树脂或乙烯基树脂。5.根据权利要求1所述的热压石墨极板，其特征在于，还包括镀层，所述镀层形成于所述热压石墨极板的外周表面；其中，所述镀层的材料包括镍或钛。6.一种热压石墨极板的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1‑5任一项所述的热压石墨极板，所述的热压石墨极板采用模具进行制备，所述模具包括主极板形成区域和极框形成区域，极框形成区域围绕主极板形成区域的周侧；所述制备方法包括：将第一预设比例的石墨粉、耐碱性树脂、导电剂和碳纤维进行搅拌，得到第一混合物；将第二预设比例的石墨粉和耐碱性树脂进行搅拌，得到第二混合物；将所述第一混合物放入主极板形成区域，将所述第二混合物放入极框形成区域；对所述第一混合物和所述第二混合物进行模压成型，并加热和加压，得到一体成型的极板；将所述成型的极板脱模，并加热至150‑240℃，保温24h以上进行干燥，得到热压石墨极板；其中，所述第二预设比例中的耐碱性树脂含量大于所述第一预设比例中的耐碱性树脂含量。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将第一预设比例的石墨粉和耐碱性树脂在球磨机中进行搅拌，再加入导电剂和碳纤维进行搅拌，得到第一混合物；将第二预设比例的石墨粉和耐碱性树脂在球磨机中搅拌，得到第二混合物。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第一混合物和所述第二混合物进行模压成型，并加热和加压，得到一体成型的极板，包括：将所述第一混合物和第二混合物模压成型，并加热至150‑240℃，注入压力至9‑200MPa，并保压0.5‑5min。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括：对得到的所述热压石墨极板进行表面处理；所述表面处理包括对所述热压石墨极板进行电镀，以使所述热压石墨极板的表面形成镀层。10.一种碱性电解槽，其特征在于，包括：阴极、阳极、隔膜；以及，如权利要求1‑5任一项所述的热压石墨极板；其中，所述热压石墨极板位于阴极或阳极2CN115821298A权利要求书2/2页的外侧，所述隔膜位于所述阴极和阳极的中间。11.一种电解水制氢设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的碱性电解槽。3CN115821298A说明书1/8页热压石墨极板及其