一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法.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(10)申请公布号CNCN103746122103746122A(43)申请公布日2014.04.23(21)申请号201310703420.1(22)申请日2013.12.20(71)申请人苏州市万泰真空炉研究所有限公司地址215200江苏省苏州市吴江市松陵镇八拆社区友谊村7组（胜信路68号）(72)发明人李荣华(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人张惠忠(51)Int.Cl.H01M4/86(2006.01)H01M4/88(2006.01)H01M8/02(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书2页说明书2页(54)发明名称一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法(57)摘要本发明公开了一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法，其特征在于，包括以下技术步骤：a、称取计量的聚酰亚胺，酚醛树脂，碳纤维，膨胀石墨，强力机械搅拌混合均匀；b、将上述混合物装入模压成型模具中，加热至240~280℃,加压至20~35Mpa，保温100~150分钟，得到一种新型燃料电池复合材料双极板，本发明所制燃料电池复合材料双极板性能稳定、导电性好、质量轻、制造工艺简单、价格低、抗腐蚀性好。CN103746122ACN1037462ACN103746122A权利要求书1/1页1.一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法，其特征在于，包括以下技术步骤：a、称取计量的聚酰亚胺，酚醛树脂，碳纤维，膨胀石墨，强力机械搅拌混合均匀；b、将上述混合物装入模压成型模具中，加热至240~280℃,加压至20~35Mpa，保温100~150分钟，得到一种新型燃料电池复合材料双极板。2.如权利要求1所述一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法，其特征在于：聚酰亚胺为3，3’，4，4’一二苯酮四酸二甲酯BIDE和二元胺4，4′-二氨基二苯甲烷MDA及封端剂5-降冰片烯-2，3-二酸单甲酯的预聚交联形成。3.如权利要求1或2所述一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法，其特征在于：磨碎碳纤维粒径为20~200目。4.如权利要求1所述一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法，其特征在于：酚醛树脂粒径为20~200目。5.如权利要求1所述一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法，其特征在于：膨胀石墨的膨胀倍数为150-450。6.如权利要求1所述一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法，其特征在于：聚酰亚胺，酚醛树脂，磨碎碳纤维，膨胀石墨的质量比为10~30:10~15:1~15:20~65。2CN103746122A说明书1/2页一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法技术领域[0001]本发明属于复合材料领域，特别涉及一种新型燃料电池复合材料双极板的制备方法。背景技术[0002]燃料电池是一种将燃料气体和氧化剂的化学能通过电极反应直接转化为电能的装置，具有能量转换效率高，污染物排放量和噪音较低等优点，被誉为二十一世纪的清洁能源。质子交换膜燃料电池是以全氟磺酸型离子交换膜为电解质，氢气或重（PEMFC）整气为氧化剂的燃料电池一般由许多单电池组成，每个电池通常有膜电极、扩散层和双极板三部分构成。双极板是将燃料单电池串联起来组装成电池堆的关键部件，它的一侧与一个单电池的阳极接触，另一侧与毗邻单电池的阴极接触，其作用是分隔气体并通过流场将反应气体导入燃料电池，收集并传导电流和支撑膜电极，同时还担负起整个电池系统的散热和排水功能。[0003]目前双极板材料主要有金属材料、石墨材料和树脂/石墨复合材料。石墨材料是较早开发和利用的双极板材料，传统双极板主要采用无孔石墨板，并通过机械加工沟槽。这种石墨双极板的热膨胀系数低，热导性良好，化学性质稳定，耐腐蚀性能好，导电性较强。但是石墨的脆性造成了加工困难，同时也限制了石墨板厚度的降低，而且在制造过程中容易产生气孔，使燃料与氧化剂相互渗透，因此必须添加其它物质来提高电池性能。上海交通大学燃料电池研究所采用真空加压的方式以硅酸钠浓溶液浸渍石墨双极板方法，减少了制造过程中的气孔问题。在石墨双极板中真空加压浸人硅酸钠浓溶液，然后加酸加热使之转变为二氧化硅。通过浸渍工艺，石墨板减少了70%以上的孔隙率。天然鳞片石墨经化学或电化学法处理，使其层间插入化合物(如浓硫酸)成为可膨胀石墨。膨胀石墨在一定条件下膨胀，由原来的鳞片状变为密度很低的蠕虫状。该蠕虫状石墨可被压制成各种形状，压制后的石墨称为柔性石墨。柔性石墨性能稳定、价格低、导电性好、耐腐蚀、易于加工，还有直密封作用。用石墨蠕虫直接压制出不同密度的柔性石墨板，比电阻率随柔性石墨密度的增大而减小，电阻明显小于含乳胶柔性石墨板的电阻，用石墨蠕虫直接压制的柔性墨板是很好的极板材料。虽然目前发展了在