[发明专利]一种氢燃料电池极板及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电池极板及制备工艺技术领域，具体是一种氢燃料电池极板及其制备工艺。 

背景技术

氢燃料电池使用氢气为燃料，空气（氧气）作为硬化剂。氢燃料电池工作时，向阳极供给燃料（氢），向阴极供给硬化剂（空气），氢在阳极分解成正离子H⁺和电子e^-，氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向阴极，在阴极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收电子并结合形成水。

长期以来，很多人曾在铝、塑料、铜等材料上镀铅，或是用钛、钴、铬、镍等的氧化物作为原料制作氢燃料电池极板，但是这些原料价格较高，导致制作成本高，而且操作工艺也很繁琐，耐用性差，降低了其经济性，后来有人将铅改为石墨，虽然降低了电池极板的重量及成本，但是只用石墨制成的电池极板强度不够，使用周期短，仍不能获得良好的经济效益。 

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的是开发一种低成本、轻型、制作工艺简易的氢燃料电池极板，其制备原料包括树脂、石墨、镁砂或石英砂或一种由铝矾土和镁砂混合而成的混合物。

进一步的技术方案：该氢燃料电池极板中，所述的制备原料还包括硬化剂、酒精。

优选的：该氢燃料电池极板原料由27~67wt%的石墨、65.7~26.3wt%的镁砂或石英砂或一种由铝矾土与镁砂混合形成的混合物、5~2wt%的树脂、0.5~0.2wt%的硬化剂、1.8~4.5wt%的酒精组成。

更优选的：该氢燃料电池极板原料由27wt%的石墨、65.7wt%的镁砂或石英砂或一种由铝矾土与镁砂混合形成的混合物、5wt%的树脂、0.5wt%的硬化剂、1.8wt%的酒精组成。

更优选的：该氢燃料电池极板原料由67wt%的石墨、26.3wt%的镁砂或石英砂或一种由铝矾土与镁砂混合形成的混合物、2wt%的树脂、0.2wt%的硬化剂、4.5wt%的酒精组成。

更优选的：所述铝矾土与镁砂混合形成的混合物中，铝矾土与镁砂的重量比是4：1。

    更优选的：所述镁砂或石英砂或铝矾土的粒度均为-200目，所述的石墨粒度为-600目。

本发明还提供了一种氢燃料电池极板的制备工艺，其特征在于它的生产工艺流程及控制条件如下：

1）备料工艺：将27~67wt%的石墨、65.7~26.3wt%的镁砂或石英砂或一种由铝矾土与镁砂混合形成的混合物、5~2wt%的树脂、0.5~0.2wt%的硬化剂、1.8~4.5wt%的酒精进行配比，搅拌至混合均匀，形成原料；

2）制作过程：

a、压制成型：

将45g所述的原料放入制备电池极板的模具中，均匀摊平，制备待压模具；并利用石墨作为脱模剂；

在120~150℃条件下；对制备好的整个待压模具施加40KN压力，并在40KN压力下静压1min；然后压力升到400KN，并在400KN压力下压制20min；然后停止加热，去除压力； 

b、待模具温度降至70℃以下后实施拆模，取出制成的氢燃料电池极板。

优选的：该制备工艺中，所述铝矾土与镁砂混合形成的混合物中，铝矾土与镁砂的重量比是4：1。

优选的：该制备工艺中，所述镁砂或石英砂或铝矾土的粒度均为-200目，所述的石墨粒度为-600目。

本发明的有益效果是：本发明涉及的氢燃料电池极板导电性好，电阻≤0.6Ω，强度高，重量轻，其制备成本低，制作工艺简易， 制作的电池极板具备良好的性能，特别是能够在短时间内完全脱模。

具体实施方式

实施例一：

该电池极板的原料由27wt%的石墨、65.7wt%的镁砂、5wt%的树脂、0.5wt%的硬化剂、1.8wt%的酒精组成。

所述镁砂的粒度均为-200目，所述的石墨粒度为-600目。

制备该电池极板时：

（1）按照上述配比取各组分搅拌均匀，形成原料；

（2）取45g搅拌均匀后的原料放入制备电池极板的模具中，均匀摊平，制备待压模具；该待压模具中利用石墨作为脱模剂；其脱模剂的分布为现有技术，不再详述；

（3）在120℃条件下；对制备好的整个待压模具施加40KN压力，并在40KN压力下静压1min；然后压力升到400KN，并在400KN压力下压制20min；其加压加热的装置也为现有技术，不再赘述；

（4）然后停止加热，去除压力。待模具温度降至70℃以下后实施拆模，取出制成的氢燃料电池极板。

制成MgO-C质电池极板。