[发明专利]一种复合双极板的制备方法、复合双极板和燃料电池

权利要求书

1.一种复合双极板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将三维多孔镍泡沫网模板放进真空管式炉内，并在惰性气体环境下煅烧；所述惰性气体包括氩气或氮气；

利用化学气相沉积方法在所述三维多孔镍泡沫网模板上沉积一层或多层石墨烯，使石墨烯均匀沉积在所述三维多孔镍泡沫网模板的壁面上，维持所述管式炉的煅烧温度，使用氢气作为载气将碳源通入所述管式炉进行石墨烯生长，关闭碳源，使所述管式炉冷却到室温，得到第一多孔泡沫石墨烯；

通过化学腐蚀去除所述第一多孔泡沫石墨烯中的三维多孔镍泡沫网模板中的镍，再进行清洗和烘干，获得具有各向同性的第二多孔泡沫石墨烯；

将所述第二多孔泡沫石墨烯放入浸渍容器中的树脂溶液中进行真空浸渍，真空浸渍预设值的时间，得到泡沫石墨烯-树脂复合板材；

排出所述浸渍容器内的树脂溶液，将所述复合板材在所述浸渍容器内静置至表面的树脂溶液沥干后，再进行固化成型，所述固化成型具体包括以下步骤：

首先将沥干后的泡沫石墨烯-树脂复合板材通过辊压形成流场；

然后将辊压后的复合板材在预设温度下固化成型，冷却后得到复合极板半成品；

最后将复合极板半成品进行去毛刺和表面打磨后得到复合极板成品。

2.根据权利要求1所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述真空浸渍的预设时长为5～30分钟。

3.根据权利要求1所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述通过化学腐蚀去除所述三维多孔镍泡沫网模板中的镍，具体包括：

利用硝酸溶液腐蚀去除所述三维多孔镍泡沫网模板中的镍，所述硝酸溶液的质量百分比浓度为65％～70％。

4.根据权利要求1所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，清洗的步骤包括：

通过化学腐蚀去除所述第一多孔泡沫石墨烯中的三维多孔镍泡沫网模板中的镍后，将经过化学腐蚀后的材料进行清洗，清洗步骤依次为去离子水、乙醇和丙酮，清理干净化学腐蚀用的硝酸溶液，然后进行烘干。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述将沥干后的泡沫石墨烯-树脂复合板材通过辊压形成流场，具体包括：压力50～80MPa，单流场成型速率为1～5分钟，材料压缩量为50～75％。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述固化成型的预设温度为120～180℃。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，所述多孔泡沫石墨烯材料厚度为0.5～1mm，孔隙率为20～40％，平均孔径尺寸为100～500um，树脂和石墨烯泡沫材料的体积比大于99％。

8.根据权利要求1所述的复合双极板的制备方法，其特征在于，还包括：

将所述复合板材在所述浸渍容器内静置10～30分钟，直到所述复合板材表面的树脂溶液沥干，其中，所述树脂溶液为无溶剂丙烯酸系列树脂。

9.一种复合双极板，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的制备方法制作而成。

10.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的复合双极板。