[发明专利]一种复合石墨双极板的制备方法

权利要求书

1.一种复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

膨胀石墨制备步骤：以石墨矿为原料，在高于1000℃的高温下制得150～350ml/g的膨胀石墨；

第一混合步骤：将树脂与辅助导电填料混合，制得第一混合物，

其中，所述树脂为热固性树脂，是以下任意一种或者其组合：环氧树脂、聚丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂以及氟碳树脂；所述辅助导电填料是以下任意一种或者其组合：碳纤维、碳微球、碳纳米管、石墨烯以及炭黑；

第二混合步骤：将所述膨胀石墨与所述第一混合物干混，得到第二混合物；

压制低密度预制板步骤：将所述第二混合物压制成预设厚度和形状的低密度预制板；

模压步骤：将所述低密度预制板输送至模压机模具内，经过加压施力后，所述低密度预制板的厚度被压缩至设定值，同时在上表面或上下表面压制出所需的流场，此时制出半成品单极板，所述半成品单极板包括氢气流场单极板和氧气流场单极板；

真空浸渍步骤：对所述单极板进行加热，再将其放入浸渍装置中抽真空，再添加浸渍剂至完全淹没单极板，进行加压，浸渍预设值的时间；

丝网粘合步骤：将所述单极板用丝网印刷技术涂敷树脂粘合剂，加热模压，所述氢气流场单极板和氧气流场单极板粘合为双极板，停止加压，将所述双极板进行加热固化，使粘合剂固化，再进行保温，得到复合石墨双极板。

2.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，其中，在第一步骤中，将60～65wt％所述树脂与35～40wt％所述辅助导电填料混合。

3.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，第二混合步骤中，所述膨胀石墨的含量为50～70wt％。

4.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，在所述第二混合步骤中，还包括混合针状矿石粉步骤；

将所述第二混合步骤后再加入5～10wt％的针状矿石粉。

5.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述低密度预制板的厚度为2～10mm，密度为0.1～2g/cm³。

6.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，用于所述模压过程的模压机的槽部的拔模角度范围为15°至18°，所述槽部的深度范围为0.4～0.8mm；所述槽部的宽度与脊部的宽度比为0.75：1～1：1。

7.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述模压工艺的成型压力、成型温度这两者的范围分别为8MPa～50MPa、120℃～180℃。

8.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，经过所述模压工艺后所得的单极板的厚度为0.3～2mm，密度在1.5～5g/cm³。

9.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述低密度预制板送入模压机中模压成的所述半成品单极板，具有以下任一种流场：蛇形流场、平行流场、多路蛇形流场、交指型流场、网状流场以及螺旋蛇形流场。

10.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备方法，其特征在于，所述浸渍剂选用热固性树脂溶液，采用酚醛5wt％、乙醇95wt％混合形成的混合液，或者聚酰亚胺树脂溶液，所述真空浸渍步骤中抽真空2～3次。