[发明专利]一种制备超薄碳/碳复合材料双极板的方法

权利要求书

1.一种制备超薄碳/碳复合材料双极板的方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)选取骨架碳毡卷；

2)制备高残炭浆料；

3)将所述骨架碳毡卷放入分散均匀的高残炭浆料中热浸；

4)采用压延法对所述热浸后的材料进行对辊粗轧；

5)采用压延法对所述经过对辊粗轧的材料进行对辊精轧得精轧料；

6)对精轧料进行平板拉伸，使其尺寸适合下一步的流道制作；

7)采用对辊印花制作双极板流道；

8)对带有流道的双极板半成品进行修边、切料、整形，使其整体尺寸接近预期要求；

9)将经步骤8)所述带有流道的双极板半成品排胶固化；

10)对定形的双极板半成品进行碳化、CVI致密化和石墨化，最终得到超薄碳/碳复合材料双极板；

最终得到的所述超薄碳/碳复合材料双极板的性能如下：厚度为0.1～0.3mm，密度2.2g/cm³、弯曲强度超过150MPa、腐蚀电流密度0.016mA/cm²、体积电导率达到300S/cm、面电阻0.01Ωcm²、平均气体透过率2.0e-6cm3/s cm2(△P＝2atm)。

2.根据权利要求1所述的超薄碳/碳复合材料双极板的方法，其特征在于，所述骨架碳毡卷厚度控制在0.5mm，它是由碳纤维交错的网络结构形成的致密毡。

3.根据权利要求1或2所述的超薄碳/碳复合材料双极板的方法，其特征在于，步骤3)中骨架碳毡卷占70wt％，高残炭浆料占30wt％。

4.根据权利要求3所述的超薄碳/碳复合材料双极板的方法，其特征在于，所述高残炭浆料为以沥青和添加剂聚乙烯醇为基础，添加聚乙烯树脂，聚碳酸酯、聚丙烯、石蜡中的一种或一种以上的混合物在密炼机中加压密炼充分混合均匀而成。

5.根据权利要求4所述的超薄碳/碳复合材料双极板的方法，其特征在于，具体包括以下几种组合：组合(1)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇2wt％～4wt％、聚乙烯树脂3wt％～15wt％，温度范围240℃-300℃；

组合(2)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇2wt％～4wt％、聚碳酸酯3wt％～15wt％，温度范围240℃-340℃；

组合(3)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇2wt％～4wt％、聚丙烯树脂3wt％～15wt％，温度范围240℃-350℃；

组合(4)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚乙烯树脂3wt％～15wt％、石蜡1wt％～3wt％，温度范围240℃-300℃；

组合(5)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚碳酸酯3wt％～15wt％、石蜡1wt％～3wt％，温度范围240℃-300℃；

组合(6)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚丙烯树脂3wt％～15wt％、石蜡1wt％～3wt％，温度范围240℃-300℃；

组合(7)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚乙烯树脂2wt％～15wt％、聚碳酸酯2wt％～4wt％，温度范围240℃-300℃

组合(8)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚乙烯树脂2wt％～15wt％、聚丙烯树脂2wt％～4wt％，温度范围240℃-300℃；

组合(9)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚碳酸酯2wt％～15wt％、聚丙烯树脂，温度范围240℃-340℃；

组合(10)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚乙烯树脂2wt％～15wt％、聚碳酸酯2wt％～4wt％、石蜡1wt％～2wt％，温度范围240℃-300℃；

组合(11)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚乙烯树脂2wt％～15wt％、聚丙烯树脂2wt％～4wt％、石蜡1wt％～2wt％，温度范围240℃-300℃；

组合(12)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚碳酸酯2wt％～15wt％、聚丙烯树脂2wt％～4wt％、石蜡1wt％～2wt％，温度范围240℃-300℃；

组合(13)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚乙烯树脂2wt％～15wt％、聚碳酸酯2wt％～4wt％、聚丙烯树脂2wt％～4wt％，温度范围240℃-300℃；

组合(14)沥青5wt％～20wt％、聚乙烯醇1wt％～2wt％、聚乙烯树脂2wt％～15wt％、聚碳酸酯2wt％～4wt％、聚丙烯树脂2wt％～4wt％、石蜡1wt％～2wt％，温度范围240℃-300℃。