一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108963294A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810802513.2(22)申请日2018.07.20(71)申请人大连交通大学地址116028辽宁省大连市沙河口区黄河路794号(72)发明人徐洪峰卢璐蔡健王国香孙基文孙茂喜(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人高永德李洪福(51)Int.Cl.H01M8/0206(2016.01)H01M8/0213(2016.01)H01M8/0228(2016.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法(57)摘要一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法，包括金属双极板制作、柔性石墨纸处理和柔性石墨纸在双极板表面黏附，金属双极板制作包括：将不锈钢薄板模压出氢单极板和氧单极板，单极板具有波纹流场结构，用光纤激光焊接在一起，构成一片双极板；柔性石墨纸处理和柔性石墨纸在双极板表面黏附包括：将柔性石墨纸放入树脂中真空浸渍，将浸渍后的柔性石墨纸压实在双极板正反表面，在炉内固化树脂就得到了成品的金属石墨复合双极板。本发明的有益效果是：工艺简单，成本低；双极板电阻小；耐腐蚀，使用寿命长。CN108963294ACN108963294A权利要求书1/1页1.一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法，包括金属双极板制作和柔性石墨纸处理，金属双极板制作包括：用0.08mm～0.1mm不锈钢薄板制出氢单极板和氧单极板，将氢单极板和氧单极板焊接成具有氢气流场(6)、空气流场(5)和冷却剂流场(7)的双极板，在双极板表面镀一层高导电镀层；柔性石墨纸处理是将柔性石墨纸(9)进行封闭柔性石墨纸内孔道处理，其特征在于：所述金属石墨复合双极板制备方法还包括柔性石墨纸在双极板表面黏附；所述柔性石墨纸在双极板表面黏附包括以下步骤：1)在双极板的密封胶线槽(4)部位涂敷树脂粘结剂，将经过封闭内孔道处理的柔性石墨纸(9)附着在双极板阴极面和阳极面的表面，对柔性石墨纸(9)表面施压，使柔性石墨纸(9)与双极板表面紧密接触；2)将步骤1附着柔性石墨纸(9)的双极板置于烘烤炉，烘烤炉内通入惰性气体保护，在树脂粘结剂固化温度下保温两小时，得到金属石墨复合双极板。2.如权利要求1所述一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法，其特征在于：所述柔性石墨纸(9)进行封闭柔性石墨纸内孔道处理方法如下：将酚醛树脂、环氧树脂或丙烯酸酯中任意一种稀释到粘度为300mPa.s～400mPa.s的处理液，将处理液置于真空罐中，将柔性石墨纸(9)浸入处理液中，在真空度133Pa下浸渍三小时后取出。3.如权利要求2所述一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法，其特征在于：所述柔性石墨纸(9)的厚度为0.02mm～0.05mm。4.如权利要求3所述一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法，其特征在于：所述双极板的密封胶线槽(4)部位涂敷的树脂粘结剂是酚醛树脂或环氧树脂，酚醛树脂或环氧树脂的固化温度为150℃～180℃。5.如权利要求4所述一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法，其特征在于：所述双极板的密封胶线槽(4)部位涂敷的树脂粘结剂的涂覆方法是用丝网印刷涂覆。6.如权利要求5所述一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法，其特征在于：所述对柔性石墨纸(9)表面施压的方法是：将黏附柔性石墨纸(9)的双极板放置在两个气囊或两个水囊中间，然后用压机在气囊或水囊上施压。7.如权利要求6所述一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法，其特征在于：所述在双极板表面镀的高导电镀层是铜镀层或银镀层，镀层厚度为0.5μm～3.0μm，镀层镀法为物理气相沉积法或电镀法。8.如权利要求7所述一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法，其特征在于：所述将氢单极板和氧单极板焊接成双极板的焊接方法是光纤激光焊，焊缝(10)沿氢单极板和氧单极板的密封胶线槽和流场中间沟槽布置。2CN108963294A说明书1/3页一种质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法技术领域[0001]本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池金属石墨复合双极板制备方法。背景技术[0002]质子交换膜燃料电池直接把氢气和氧气中化学能直接转化为电能，不受卡诺循环限制，因此能量转换效率高，同时环境友好，可以广泛用于交通运输和地面发电等。但是，单节电池电压较低(0.6V～1.0V)，因此，为了得到实际可用的电压，需要把多个单电池串联起来，串联的连接件叫双极板，双极板起到分隔氢气、氧气，收集电流和支撑膜电极,同时还担负起整个电池系统的散热功能和排水功