一种复合双极板的制备方法、复合双极板和燃料电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114976092A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210615366.4(22)申请日2022.06.01(71)申请人冠驰新能科技（南京）有限公司地址210000江苏省南京市浦口区浦口经济开发区步月路9号-150(72)发明人赵冠雷赵阳姜雷雷张科勋(74)专利代理机构北京科领智诚知识产权代理事务所(普通合伙)11782专利代理师陈士骞(51)Int.Cl.H01M8/0213(2016.01)H01M8/0221(2016.01)H01M8/0223(2016.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种复合双极板的制备方法、复合双极板和燃料电池(57)摘要本发明公开一种复合双极板的制备方法、复合双极板和燃料电池，其中制备方法包括将三维多孔镍泡沫网模板放进真空管式炉内，并在惰性气体环境下进行煅烧；利用化学气相沉积方法在三维多孔镍泡沫网模板上沉积一层或多层石墨烯，维持管式炉的煅烧温度，使用氢气作为载气将碳源通入管式炉进行石墨烯生长；再通过化学腐蚀去除三维多孔镍泡沫网模板中的镍，然后进行清洗和烘干，获得具有各向同性的第二多孔泡沫石墨烯；将第二多孔泡沫石墨烯放入树脂溶液中进行真空浸渍，得到泡沫石墨烯‑树脂复合板材；将复合板材在浸渍容器内静置至表面的树脂溶液沥干后，进行固化成型，最后将固化后得到的复合极板半成品进行去毛刺和表面打磨后得到复合极板成品。CN114976092ACN114976092A权利要求书1/1页1.一种复合双极板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将三维多孔镍泡沫网模板放进真空管式炉内，并在惰性气体环境下煅烧；所述惰性气体包括氩气或氮气；利用化学气相沉积方法在所述三维多孔镍泡沫网模板上沉积一层或多层石墨烯，使石墨烯均匀沉积在所述三维多孔镍泡沫网模板的壁面上，维持所述管式炉的煅烧温度，使用氢气作为载气将碳源通入所述管式炉进行石墨烯生长，关闭碳源，使所述管式炉冷却到室温，得到第一多孔泡沫石墨烯；通过化学腐蚀去除所述第一多孔泡沫石墨烯中的三维多孔镍泡沫网模板中的镍，再进行清洗和烘干，获得具有各向同性的第二多孔泡沫石墨烯；将所述第二多孔泡沫石墨烯放入浸渍容器中的树脂溶液中进行真空浸渍，真空浸渍预设值的时间，得到泡沫石墨烯‑树脂复合板材；排出所述浸渍容器内的树脂溶液，将所述复合板材在所述浸渍容器内静置至表面的树脂溶液沥干后，再进行固化成型，所述固化成型具体包括以下步骤：首先将沥干后的泡沫石墨烯‑树脂复合板材通过辊压形成流场；然后将辊压后的复合板材在预设温度下固化成型，冷却后得到复合极板半成品；最后将复合极板半成品进行去毛刺和表面打磨后得到复合极板成品。2.根据权利要求1所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述真空浸渍的预设时长为5～30分钟。3.根据权利要求1所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述通过化学腐蚀去除所述三维多孔镍泡沫网模板中的镍，具体包括：利用硝酸溶液腐蚀去除所述三维多孔镍泡沫网模板中的镍，所述硝酸溶液的质量百分比浓度为65％～70％。4.根据权利要求1所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，清洗的步骤包括：通过化学腐蚀去除所述第一多孔泡沫石墨烯中的三维多孔镍泡沫网模板中的镍后，将经过化学腐蚀后的材料进行清洗，清洗步骤依次为去离子水、乙醇和丙酮，清理干净化学腐蚀用的硝酸溶液，然后进行烘干。5.根据权利要求1‑4中任一项所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述将沥干后的泡沫石墨烯‑树脂复合板材通过辊压形成流场，具体包括：压力50～80MPa，单流场成型速率为1～5分钟，材料压缩量为50～75％。6.根据权利要求1‑4中任一项所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述固化成型的预设温度为120～180℃。7.根据权利要求1‑4中任一项所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述多孔泡沫石墨烯材料厚度为0.5～1mm，孔隙率为20～40％，平均孔径尺寸为100～500um，树脂和石墨烯泡沫材料的体积比大于99％。8.根据权利要求1所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，还包括：将所述复合板材在所述浸渍容器内静置10～30分钟，直到所述复合板材表面的树脂溶液沥干，其中，所述树脂溶液为无溶剂丙烯酸系列树脂。9.一种复合双极板，其特征在于，采用如权利要求1‑8任一所述的制备方法制作而成。10.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的复合双极板。2CN114976092A说明书1/5页一种复合双极板的制备方法、复合双极板和燃料电池技术领域[0001]本发明涉及燃料电池领域，具体而言，涉及一种复合双极板的制备方法、复合双极板和燃料电池。背景技术[0002]双极板是燃料电池的关键部件，主要作用为传