[发明专利]一种双极板与电极框一体化结构及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种双极板与电极框一体化结构制备方法，其特征是，包括如下步骤：

S1.选取塑料板材裁成电极框大小，边缘处设置好电解液流道或预留电解液流道区，中间区域抠去表层形成凹槽但不要将板穿透，使凹槽的长宽尺寸与电极大小相等，然后在不设置电解液流道的边的一侧使凹槽以相同深度延伸到最外端，塑料板材的两表面做相同对称的处理，以此完成后的板叫做基板；

S2.将步骤S1制得基板的凹槽底部粗糙化；

S3.将步骤S2制得基板的粗糙面上涂覆一层导电溶液，导电溶液可使基板的表面形成导电液体薄膜；

S4.用静电喷涂方式将步骤S3制备基板的表面喷涂碳材料涂层，制成双极板与电极框一体化预制板；

S5.将步骤S4制成的双极板与电极框一体化预制板置于真空干燥箱内烘干至恒重，然后放置在热压机上进行热压，使碳材料涂层与塑料板紧密牢固地结合，冷却；

S6.将板两侧凹槽延伸端口处的碳材料涂层用导电性良好的导电材料连接，即得到同时具有高电导率和较强机械性能的双极板与电极框一体化结构。

2.如权利要求1所述的一种双极板与电极框一体化结构制备方法，其特征是，步骤S1中塑料板材材质为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯中的一种。

3.如权利要求1所述的一种双极板与电极框一体化结构制备方法，其特征是，步骤S3中导电溶液为石墨粉与有机溶剂互混溶液，体积百分比20:80。

4.如权利要求1所述的一种双极板与电极框一体化结构制备方法，其特征是，步骤S4中碳材料涂层的材料为微晶石墨与导电炭黑按质量比1:1互混得到的混合料，或者在混合料中加入质量分数为2％的碳60。

5.如权利要求1所述的一种双极板与电极框一体化结构制备方法，其特征是，步骤S4中碳材料涂层厚度为0.3～0.5mm。

6.如权利要求1所述的一种双极板与电极框一体化结构制备方法，其特征是，所述步骤S5中热压机需提前预热，热压温度155～215℃，热压压力3～5MPa，压力保持时间为3秒以上。

7.一种由权利要求1所述的一种双极板与电极框一体化结构制备方法制备的双极板与电极框一体化结构，包括：带有凹槽并在一端向外延伸的基板(1)、碳材料涂层(2)、电解液流道(4)、导电连接材料(3)；其中凹槽内分布有厚度均一的碳材料涂层(2)，导电连接材料(3)在凹槽延伸处(5)使两侧碳材料涂层(2)连接，电解液流道(4)分布在基板(1)内部。