[发明专利]双极板及其制备方法和具有其的燃料电池

权利要求书

1.一种双极板的制备方法，其特征在于，包括：

获取金属板，将金属板冲压形成带有冷却液沟槽的金属支撑层，所述冷却液沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述冷却液沟槽在所述金属支撑层上的正投影的面积占所述金属支撑层的总面积的60％～89％，其中，所述金属支撑层的总面积为所述金属支撑层在与其平行的平面内的正投影的面积；

获取复合前驱体粉料，所述复合前驱体粉料包括石墨材料、树脂材料和导电添加剂，将所述复合前驱体粉料平铺于所述金属支撑层的一侧，通过模压在所述金属支撑层的一侧形成带有复合材料流场的复合流场层，所述金属支撑层及其上的复合流场层构成复合单板；

将两个所述复合单板的金属支撑层的另一侧通过复合粘结剂贴合连接，所述复合粘结剂的成分和比例与所述复合流场层材料的成分和比例相同，两个所述复合单板的冷却液沟槽共同构成冷却液流场，两个所述复合单板中的一个的复合材料流场构成燃料流场且另一个的复合材料流场构成氧化剂流场，得到双极板；

其中，在对所述金属板冲压时，同时冲压出密封沟槽；将所述复合前驱体粉料平铺于所述金属支撑层的一侧时，同时将所述复合前驱体粉料平铺于所述密封沟槽；在连接两个所述复合单板的金属支撑层的另一侧时，将两个所述复合单板的边缘及密封沟槽对齐，置于防变形夹具内，进行热固化处理，自然冷却后得到所述双极板。

2.根据权利要求1所述的双极板的制备方法，其特征在于，所述热固化处理的温度为130℃～250℃，所述热固化处理的固化时间为1h～5h。

3.根据权利要求2所述的双极板的制备方法，其特征在于，所述密封沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述密封沟槽的宽度为2.0mm～3.5mm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的双极板的制备方法，其特征在于，所述金属板的厚度为0.05mm～0.12mm；

所述复合流场层的厚度为0.4mm～1.0mm。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的双极板的制备方法，其特征在于，所述获取复合前驱体粉料包括：

将石墨材料、树脂材料和导电添加剂溶于丙酮或无水乙醇溶液，均匀搅拌或超声振动，形成复合前驱体混合液；

对所述复合前驱体混合液进行加热，脱出有机溶剂，得到所述复合前驱体粉料。

6.根据权利要求5所述的双极板的制备方法，其特征在于，所述石墨材料、所述树脂材料和所述导电添加剂的质量比为(60～85)：(14～32)：(1～8)。

7.根据权利要求5所述的双极板的制备方法，其特征在于，所述石墨材料包括膨胀石墨、天然石墨和人造石墨中的一种；

所述树脂材料包括酚醛树脂、环氧树脂和聚酰亚胺中的一种；

所述导电添加剂包括碳纳米管、石墨烯和气相生长炭纤维中的一种。

8.根据权利要求5所述的双极板的制备方法，其特征在于，所述复合前驱体混合液置通过置于烤箱进行加热，加热温度为30℃～50℃。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的双极板的制备方法，其特征在于，通过模压在所述金属支撑层的一侧形成带有复合材料流场的复合流场层时，模压压力为180MPa～320MPa，模压保持时间为1h～5h。