燃料电池用双极板及其制备方法.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CN109732943A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201811642564.X(22)申请日2018.12.29(71)申请人苏州弗尔赛能源科技股份有限公司地址215000江苏省苏州市昆山市玉山镇山淞路66号(72)发明人管俊生顾荣鑫张超王文智戴俊陈学东董文杰(74)专利代理机构苏州睿昊知识产权代理事务所(普通合伙)32277代理人王雅群(51)Int.Cl.B29C70/34(2006.01)B29C70/54(2006.01)H01M8/0202(2016.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称燃料电池用双极板及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种燃料电池用双极板的制备方法，包括以下步骤：S1：将多层碳纤维编织层与树脂粉末混合，使树脂均匀填补于碳纤维之间的孔隙中；S2：将混合树脂的碳纤维编织层放入模具中进行固化，得到碳纤维预制板；S3：将碳纤维预制板进行抛光，成型加工空气流道、冷却流道和氢气流道，得到所述双极板。本发明还公开了由所述方法得到的燃料电池用双极板。本发明的制备方法所得的双极板，极大程度保留了碳纤维本身的优异物理特性，又满足双极板不漏气的要求。CN109732943ACN109732943A权利要求书1/1页1.一种燃料电池用双极板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将多层碳纤维编织层与树脂粉末混合，使树脂粉末均匀填补于碳纤维之间的孔隙中；S2：将混合树脂粉末的多层碳纤维编织层放入模具中进行固化，得到碳纤维预制板；S3：将碳纤维预制板进行抛光，成型加工空气流道、冷却流道和氢气流道，得到所述双极板。2.如权利要求1所述的燃料电池用双极板的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述碳纤维编织层为5～8层。3.如权利要求1所述的燃料电池用双极板的制备方法，其特征在于，步骤S1中，树脂粉末的质量分数为25～45％。4.如权利要求3所述的燃料电池用双极板的制备方法，其特征在于，步骤S1中，树脂粉末的质量分数为35～40％。5.如权利要求1所述的燃料电池用双极板的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合具体为：将树脂粉末分散于DMF溶剂中，分散后的树脂涂覆到碳纤维编织层中，使树脂均匀分散在碳纤维中间的孔隙中进行填补。6.如权利要求1所述的燃料电池用双极板的制备方法，其特征在于，所述树脂为聚酰亚胺树脂。7.如权利要求1所述的燃料电池用双极板的制备方法，其特征在于，步骤S2中，固化的条件为：固化温度180-250℃，固化时间为30-80min。8.权利要求1～7任一项所述的方法得到的燃料电池用双极板。2CN109732943A说明书1/3页燃料电池用双极板及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及燃料电池电堆技术领域，具体涉及一种燃料电池用双极板及其制备方法。背景技术[0002]质子交换膜燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，由于质子交换膜燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，质子交换膜燃料电池用氢气和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，反应产物仅仅是水无有害气体排放对环境友好，同时可以产生所需的电能。[0003]双极板又称集流板，是燃料电池重要部件之一。具有下述功能与性质：分隔燃料与氧化剂，阻止气体透过；收集、传导电流，电导率高；设计与加工的流道，可将气体均匀分配到电极的反应层进行电极反应；能排出热量，保持电池温场均匀；耐蚀；抗冲击和震动；厚度薄；重量轻；同时成本低，容易机械加工，适合批量制造等。[0004]发明专利CN108808037A公开了一种燃料电池双极板，该燃料电池双极板主要由热固性复合材料进行压缩模塑制得。该热固性复合材料主要由乙烯基酯树脂、导电填料和溶剂制成，其中导电填料为复合型导电填料，其中包含了石墨、碳纤维、碳纳米管和金属系列的导电填料，将碳素系列导电填料和金属系列导电填料复合使用可以优化双极板的导电性能，降低成本。此种制备方法将多种碳素材料与金属系列材料糅合在一起，会对造成双极板内部因为不同材质直接形成微电极影响双极板性能。[0005]发明专利CN105633427A公开了一种一体式可再生质子交换膜燃料电池用亲水性水传输板及其制备方法，该方法是先将纳米碳材料亲水化处理，再将亲水化处理后的纳米碳材料、导电添加剂、增强碳纤维与树脂粘结剂混合均匀后在模具中热压成形，即得亲水性水传输板，其中亲水纳米碳材料起到促进水传输的作用。本发明的水传输板将其作为一体式可再生质子交换膜燃料电池双极板具有良好的透水特性。此种双极板的制备方法重点在于促进水传输作用，其中纳米碳材料，导电添加剂、增强碳纤