一种复合材料双极板及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及燃料电池领域内的一种复合材料双极板，该双极板的组成及含量为：石墨为71～79wt％，氨酚醛树脂为18～22wt％，碳纤维为1～5wt％，炭黑为1～3wt％。其制备步骤为1)按上述成分及含量范围取料，石墨的粒径为74μm以下，炭黑的粒径为20μm以下；2)将上述原料混合均匀，将混合物放入模具中在20～27℃、10MPa的压力下保压3min压制成型；3)将成型混合物以10℃/min的速率升温至80℃，保温50min，再以15℃/min的速率升温至120℃，保温30min，自然冷却制得复合材料双极板。本发明制得的复合材料双极板，其抗弯强度和导电率得到了提高，且成本较低。
【专利说明】
一种复合材料双极板及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种电池双极板。
【背景技术】
[0002]燃料电池是一种高效的绿色发电装置，其中，质子交换膜燃料电池具有高效节能、工作稳定、冷启动时间短等优点。燃料电池单体重叠时，相互隔开的隔板称为双极板。它可以隔绝电池间气体串通，分隔燃料氢气与氧气，收集电流，支撑膜电极。目前质子交换膜燃料电池双极板主要有金属板、石墨板和复合板三种，复合材料双极板是目前研究的热点。现有技术中的复合材料双极板的不足之处在于:存在抗弯强度和导电率较低的问题，其加工成本较高，不适合推广应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种复合材料双极板，同时提供了其制备方法，使其抗弯强度和导电率得到了提高，成本降低。
[0004]本发明提供的一种复合材料双极板，其组成及含量为:石墨为71?79wt%，氨酚醛树脂为18?22wt%，碳纤维为I?5wt%，炭黑为I?3wt%。
[0005]本发明还提供了上述复合材料双极板的制备方法，包括如下步骤:
[0006]I)按上述成分及含量范围取料，石墨的粒径为74 μπι以下，炭黑的粒径为20 μπι以下；
[0007]2)将上述原料混合均匀，将混合物放入模具中在20?27°C、1MPa的压力下保压3min压制成型；
[0008]3)将成型混合物以10°C /min的速率升温至80°C，保温50min，再以15°C /min的速率升温至120°C，保温30min，自然冷却制得复合材料双极板。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述石墨为天然鳞片石墨，含碳量为99.9%。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:采用模压热固化二步法，以氨酚醛树脂为粘结剂、天然鳞片石墨为导电骨料、炭黑为添加剂制备质子交换膜燃料电池用的复合材料双极板。添加导电炭黑能有效地提高复合材料双极板的导电率；碳纤维的加入使得复合材料双极板的抗弯强度大大提高。本发明的方法制备成本较低，制得的复合材料双极板可用于质子交换膜燃料电池，在车载驱动电源、便携式电源和家庭用电站等方面有着广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
[0012]—种复合材料双极板，该双极板的组成及含量为:天然鳞片石墨为75wt%，氨酚醛树脂为20wt%，碳纤维为3wt%，炭黑为2wt%。
[0013]上述复合材料双极板，采用如下方法及步骤进行制备:
[0014]I)按上述成分及含量范围取料，石墨的粒径为74 μπι以下，炭黑的粒径为20 μπι以下；
[0015]2)将上述原料混合均匀，将混合物放入模具中在20?27°C、1MPa的压力下保压3min压制成型；
[0016]3)将成型混合物以10°C /min的速率升温至80°C，保温50min，再以15°C /min的速率升温至120°C，保温30min，自然冷却制得复合材料双极板。
[0017]实施例2
[0018]—种复合材料双极板，该双极板的组成及含量为:天然鳞片石墨为74wt%，氨酚醛树脂为2Iwt %，碳纤维为2wt%，炭黑为3wt%。
[0019]实施例3
[0020]一种复合材料双极板，该双极板的组成及含量为:天然鳞片石墨为76wt%，氨酚醛树脂为22wt%，碳纤维为Iwt %，炭黑为Iwt %。
[0021]本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种复合材料双极板，其特征在于该双极板的组成及含量为:石墨为71?79wt%，氨酸醛树脂为18?22wt%，碳纤维为I?5wt%，炭黑为I?3wt%。2.根据权利要求1所述的一种复合材料双极板的制备方法，其特征在于包括如下步骤:1)按上述成分及含量范围取料，石墨的粒径为74μ m以下，炭黑的粒径为20 μ m以下； 2)将上述原料混合均匀，将混合物放入模具中在20?27°C、1MPa的压力下保压3min压制成型； 3)将成型混合物以10°C/min的速率升温至80°C，保温50min，再以15°C /min的速率升温至120°C，保温30min，自然冷却制得复合材料双极板。3.根据权利要求1所述的一种复合材料双极板，其特征在于:所述石墨为天然鳞片石墨，含碳量为99.9%。
【文档编号】H01M8/02GK105990589SQ201510084642
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月12日
【发明人】颜秀珍
【申请人】颜秀珍