石墨双极板的一种一体化成型方法与流程

1.本发明涉及石墨双极板的成型方法技术领域，尤其涉及一种石墨双极板的一种一体化成型方法。


背景技术：

2.目前，液流电池和燃料电池中使用的双极板总共有三种分别为石墨双极板、金属双极板和复合双极板。其中由于石墨双极板具有低密度、良好的耐腐蚀性、导电性，可以满足液流电池和燃料电池长期稳定运行的要求，因此做液流电池和燃料电池的厂家大部分都用的是石墨双极板。
3.石墨双极板目前的加工方式大致分为三种：将石墨粉和树脂进行混合在模具中混合热压成型、柔性石墨冲压成型、以及将成型后的石墨板放到雕刻机上进行雕刻流道。这三种方法都可以制作出合格的石墨双极板，但是这三种方法都有一定的缺点，热压成型和冲压成型这两种方法都需要用到模具，对于正在开发过程中的双极板，时常会因为一点点小的外观尺寸重新设计而导致整个模具报废，这样大大提高了开发费用同时制作模具周期长从而影响开发进度。雕刻机加工石墨双极板需要用到特定的工装，一旦开发过程中改变石墨双极板的尺寸，工装就可能报废，重新做工装就会费事费力并且提高了开发费用延长了开发周期。同时以上的三种方法共同的缺点就是无法加工内流到，无法使得双极板一次成型。通过两个单板进行拼装粘接的方法可以做出含有内流道的双极板，但是这又无形的增加了对粘接技术开发的需求。因此，对液流电池和燃料电池工作变温范围、水流道耐压等带来了限制。
4.由于目前现有的石墨双极板的成型方法仍存在制作模具周期长从而影响开发进度，且热压成型、冲压成型和雕刻成型中仍存在的缺点的问题，因此，我们提出一种石墨双极板的一种一体化成型方法用于解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决目前现有的石墨双极板的成型方法仍存在制作模具周期长从而影响开发进度，且热压成型、冲压成型和雕刻成型中仍存在的缺点等问题，而提出的一种石墨双极板的一种一体化成型方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种石墨双极板的一种一体化成型方法，包括以下步骤：
8.s1：设计装置：将电池中石墨双极板的制作方法应用在光固化成型装置上，设计出需要的光固化成型装置；
9.s2：进行固化：通过改性石墨树脂成型舱下方的显示屏按照石墨双极板的模型切片在相应的位置出现紫外光将其上方的改性石墨树脂进行固化；
10.s3：固化完成：重复固化完成后操作直到整个石墨双极板的模型固化完毕制得石墨双极板；
11.s4：后续处理：将制得的石墨双极板进行冲洗、表面固化处理和后期打磨；
12.优选的，所述s1中，将液流电池和燃料电池中石墨双极板的制作方法应用在光固化成型装置上面，其中所述装置中包含改性石墨树脂储存瓶、改性石墨树脂成型舱和升降台，其中所述改性石墨树脂储存瓶固定在改性石墨树脂成型舱的右侧，其瓶口下方比改性石墨树脂成型舱底部高5毫米，螺纹导轨固定在改性石墨树脂成型舱正后方的中间，其上带有升降台，可以随螺纹导轨上下运动，且运动到最下方时可以和改性石墨树脂成型舱底部相接，所述改性石墨树脂成型舱的正下方安装有透明玻璃膜，显示屏安装在透明玻璃膜正下方并且紧密结合，通过透明玻璃膜可以看到下方的显示屏,螺纹导轨安装在改性石墨树脂成型舱后方的正中间，其可以通过电机进行控制，成型台安装在螺纹导轨上，其可以随着螺纹导轨进行上下运动，改性石墨树脂储存瓶安装在改性石墨树脂成型舱的右方，改性石墨树脂储存瓶可以上下移动；
13.优选的，所述s2中，将改性石墨树脂储存瓶安装在改性石墨树脂成型舱的右侧，同时将改性石墨树脂开始向改性石墨树脂成型舱中流动直到改性石墨树脂不再自动往下流动即为特种树脂加装完成，其中所述特种石墨树脂是将改性石墨粉、树脂材料按照比例混合而成的液体改性石墨树脂，特种树脂加装完成后启动螺纹导轨带着成型台向下运动直到成型台下方和改性石墨树脂成型舱底部距离0.025mm时停止(这个数据可以根据精度需求进行自己设定)，通过改性石墨树脂成型舱下方的显示屏按照石墨双极板的模型切片在相应的位置出现紫外光将其上方的改性石墨树脂进行固化，其中改性石墨树脂成型装置中的运动机构是通过中央处理器进行控制，将设计好的双极板图纸按照要求的格式导入到中央处理器中，中央处理器就会按照图纸的要求驱动相应的部件运动，并打印成需要的双极板，石墨双极板制作过程中用到的是改性石墨树脂，其中石墨粉为改性石墨粉，将改性石墨粉和树脂材料按照比例进行配比得到液体的特种石墨树脂；
14.优选的，所述s3中，完成固化后螺纹导轨带着成型台向上移动0.025mm，显示屏再次按照石墨双极板的模型切片在相应位置出现紫外光将其上方改性石墨树脂进行固化，并重复操作直到整个石墨双极板的模型固化完毕；
15.优选的，所述s4中，将石墨双极板从成型台上取下，用95％浓度的酒精进行冲洗，冲洗完成后将其放置在紫外光灯下方进行表面固化处理，并进行后期的打磨处理得到完好无损的石墨双极板，且整个过程中改性石墨液体会根据需要自动的流出。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.1、在制作双极板的过程中不需要用到模具和治具，节省了制作模具或者治具的时间，以及制作模具或者治具的费用，提高了制作石墨双极板的效率、减少了大量的成本。
18.2、本发明可以制作内流道，一次成型，节省了粘接所用的费用，效率大幅度的提升，使加工流道的精度更高，避免传统工艺的加工公差问题。
19.本发明的目的是通过在制作双极板的过程中不需要用到模具和治具，节省了制作模具或者治具的时间，以及制作模具或者治具的费用，提高了制作石墨双极板的效率、减少了大量的成本，同时通过制作内流道，一次成型，节省了粘接所用的费用，效率大幅度的提升，使加工流道的精度更高，避免传统工艺的加工公差问题。
附图说明
20.图1为本发明提出的一种石墨双极板的一种一体化成型方法的流程图；
21.图2为本发明提出的一种石墨双极板的一种一体化成型方法中光固化成型装置的结构示意图。
22.图中：1改性石墨树脂成型舱、2透明玻璃膜、3显示屏、4成型台、5螺纹导轨、6改性石墨树脂储存瓶。
具体实施方式
23.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.实施例一
25.参照图1-2，一种石墨双极板的一种一体化成型方法，包括以下步骤：
26.s1：设计装置：将液流电池和燃料电池中石墨双极板的制作方法应用在光固化成型装置上面，其中所述装置中包含改性石墨树脂储存瓶6、改性石墨树脂成型舱1和升降台，其中所述改性石墨树脂储存瓶6固定在改性石墨树脂成型舱1的右侧，其瓶口下方比改性石墨树脂成型舱1底部高5毫米，螺纹导轨5固定在改性石墨树脂成型舱1正后方的中间，其上带有升降台，可以随螺纹导轨5上下运动，且运动到最下方时可以和改性石墨树脂成型舱1底部相接，所述改性石墨树脂成型舱1的正下方安装有透明玻璃膜2，显示屏3安装在透明玻璃膜2正下方并且紧密结合，通过透明玻璃膜2可以看到下方的显示屏3,螺纹导轨5安装在改性石墨树脂成型舱1后方的正中间，其可以通过电机进行控制，成型台4安装在螺纹导轨5上，其可以随着螺纹导轨5进行上下运动，改性石墨树脂储存瓶6安装在改性石墨树脂成型舱1的右方，改性石墨树脂储存瓶6可以上下移动；
27.s2：进行固化：所述s2中，将改性石墨树脂储存瓶6安装在改性石墨树脂成型舱1的右侧，同时将改性石墨树脂开始向改性石墨树脂成型舱1中流动直到改性石墨树脂不再自动往下流动即为特种树脂加装完成，其中所述特种石墨树脂是将改性石墨粉、树脂材料按照比例混合而成的液体改性石墨树脂，特种树脂加装完成后启动螺纹导轨5带着成型台4向下运动直到成型台4下方和改性石墨树脂成型舱1底部距离0.025mm时停止(这个数据可以根据精度需求进行自己设定)，通过改性石墨树脂成型舱1下方的显示屏3按照石墨双极板的模型切片在相应的位置出现紫外光将其上方的改性石墨树脂进行固化，其中改性石墨树脂成型装置中的运动机构是通过中央处理器进行控制，将设计好的双极板图纸按照要求的格式导入到中央处理器中，中央处理器就会按照图纸的要求驱动相应的部件运动，并打印成需要的双极板，石墨双极板制作过程中用到的是改性石墨树脂，其中石墨粉为改性石墨粉，将改性石墨粉和树脂材料按照比例进行配比得到液体的特种石墨树脂；
28.s3：固化完成：完成固化后螺纹导轨5带着成型台4向上移动0.025mm，显示屏3再次按照石墨双极板的模型切片在相应位置出现紫外光将其上方改性石墨树脂进行固化，并重复操作直到整个石墨双极板的模型固化完毕；
29.s4：后续处理：将石墨双极板从成型台4上取下，用95％浓度的酒精进行冲洗，冲洗完成后将其放置在紫外光灯下方进行表面固化处理，并进行后期的打磨处理得到完好无损的石墨双极板，且整个过程中改性石墨液体会根据需要自动的流出。
30.实施例二
31.参照图1-2，一种石墨双极板的一种一体化成型方法，包括以下步骤：
32.s1：设计装置：将液流电池和燃料电池中石墨双极板的制作方法应用在光固化成型装置上面，其中所述装置中包含改性石墨树脂储存瓶6、改性石墨树脂成型舱1和升降台，其中所述改性石墨树脂储存瓶6固定在改性石墨树脂成型舱1的右侧，其瓶口下方比改性石墨树脂成型舱1底部高5毫米，螺纹导轨5固定在改性石墨树脂成型舱1正后方的中间，其上带有升降台，可以随螺纹导轨5上下运动，且运动到最下方时可以和改性石墨树脂成型舱1底部相接；
33.s2：进行固化：所述s2中，将改性石墨树脂储存瓶6安装在改性石墨树脂成型舱1的右侧，同时将改性石墨树脂开始向改性石墨树脂成型舱1中流动直到改性石墨树脂不再自动往下流动即为特种树脂加装完成，其中所述特种石墨树脂是将改性石墨粉、树脂材料按照比例混合而成的液体改性石墨树脂，特种树脂加装完成后启动螺纹导轨5带着成型台4向下运动直到成型台4下方和改性石墨树脂成型舱1底部距离0.025mm时停止(这个数据可以根据精度需求进行自己设定)，通过改性石墨树脂成型舱1下方的显示屏3按照石墨双极板的模型切片在相应的位置出现紫外光将其上方的改性石墨树脂进行固化，其中改性石墨树脂成型装置中的运动机构是通过中央处理器进行控制，将设计好的双极板图纸按照要求的格式导入到中央处理器中，中央处理器就会按照图纸的要求驱动相应的部件运动，并打印成需要的双极板，石墨双极板制作过程中用到的是改性石墨树脂，其中石墨粉为改性石墨粉，将改性石墨粉和树脂材料按照比例进行配比得到液体的特种石墨树脂；
34.s3：固化完成：完成固化后螺纹导轨5带着成型台4向上移动0.025mm，显示屏3再次按照石墨双极板的模型切片在相应位置出现紫外光将其上方改性石墨树脂进行固化，并重复操作直到整个石墨双极板的模型固化完毕；
35.s4：后续处理：将石墨双极板从成型台4上取下，用95％浓度的酒精进行冲洗，冲洗完成后将其放置在紫外光灯下方进行表面固化处理，并进行后期的打磨处理得到完好无损的石墨双极板，且整个过程中改性石墨液体会根据需要自动的流出。
36.实施例三
37.参照图1-2，一种石墨双极板的一种一体化成型方法，包括以下步骤：
38.s1：设计装置：将液流电池和燃料电池中石墨双极板的制作方法应用在光固化成型装置上面，其中所述装置中包含改性石墨树脂储存瓶6、改性石墨树脂成型舱1和升降台，其中所述改性石墨树脂储存瓶6固定在改性石墨树脂成型舱1的右侧，其瓶口下方比改性石墨树脂成型舱1底部高5毫米，螺纹导轨5固定在改性石墨树脂成型舱1正后方的中间，其上带有升降台，可以随螺纹导轨5上下运动，且运动到最下方时可以和改性石墨树脂成型舱1底部相接，所述改性石墨树脂成型舱1的正下方安装有透明玻璃膜2，显示屏3安装在透明玻璃膜2正下方并且紧密结合，通过透明玻璃膜2可以看到下方的显示屏3,螺纹导轨5安装在改性石墨树脂成型舱1后方的正中间，其可以通过电机进行控制，成型台4安装在螺纹导轨5上，其可以随着螺纹导轨5进行上下运动，改性石墨树脂储存瓶6安装在改性石墨树脂成型舱1的右方，改性石墨树脂储存瓶6可以上下移动；
39.s2：进行固化：所述s2中，将改性石墨树脂储存瓶6安装在改性石墨树脂成型舱1的右侧，同时将改性石墨树脂开始向改性石墨树脂成型舱1中流动直到改性石墨树脂不再自
动往下流动即为特种树脂加装完成，其中所述特种石墨树脂是将改性石墨粉、树脂材料按照比例混合而成的液体改性石墨树脂，特种树脂加装完成后启动螺纹导轨5带着成型台4向下运动直到成型台4下方和改性石墨树脂成型舱1底部距离0.025mm时停止(这个数据可以根据精度需求进行自己设定)；
40.s3：固化完成：完成固化后螺纹导轨5带着成型台4向上移动0.025mm，显示屏3再次按照石墨双极板的模型切片在相应位置出现紫外光将其上方改性石墨树脂进行固化，并重复操作直到整个石墨双极板的模型固化完毕；
41.s4：后续处理：将石墨双极板从成型台4上取下，用95％浓度的酒精进行冲洗，冲洗完成后将其放置在紫外光灯下方进行表面固化处理，并进行后期的打磨处理得到完好无损的石墨双极板，且整个过程中改性石墨液体会根据需要自动的流出。
42.实施例四
43.参照图1-2，一种石墨双极板的一种一体化成型方法，包括以下步骤：
44.s1：设计装置：将液流电池和燃料电池中石墨双极板的制作方法应用在光固化成型装置上面，其中所述装置中包含改性石墨树脂储存瓶6、改性石墨树脂成型舱1和升降台，其中所述改性石墨树脂储存瓶6固定在改性石墨树脂成型舱1的右侧，其瓶口下方比改性石墨树脂成型舱1底部高5毫米，螺纹导轨5固定在改性石墨树脂成型舱1正后方的中间，其上带有升降台，可以随螺纹导轨5上下运动，且运动到最下方时可以和改性石墨树脂成型舱1底部相接，所述改性石墨树脂成型舱1的正下方安装有透明玻璃膜2，显示屏3安装在透明玻璃膜2正下方并且紧密结合，通过透明玻璃膜2可以看到下方的显示屏3,螺纹导轨5安装在改性石墨树脂成型舱1后方的正中间，其可以通过电机进行控制，成型台4安装在螺纹导轨5上，其可以随着螺纹导轨5进行上下运动，改性石墨树脂储存瓶6安装在改性石墨树脂成型舱1的右方，改性石墨树脂储存瓶6可以上下移动；
45.s2：进行固化：所述s2中，将改性石墨树脂储存瓶6安装在改性石墨树脂成型舱1的右侧，同时将改性石墨树脂开始向改性石墨树脂成型舱1中流动直到改性石墨树脂不再自动往下流动即为特种树脂加装完成，其中所述特种石墨树脂是将改性石墨粉、树脂材料按照比例混合而成的液体改性石墨树脂，特种树脂加装完成后启动螺纹导轨5带着成型台4向下运动直到成型台4下方和改性石墨树脂成型舱1底部距离0.025mm时停止(这个数据可以根据精度需求进行自己设定)，通过改性石墨树脂成型舱1下方的显示屏3按照石墨双极板的模型切片在相应的位置出现紫外光将其上方的改性石墨树脂进行固化，其中改性石墨树脂成型装置中的运动机构是通过中央处理器进行控制，将设计好的双极板图纸按照要求的格式导入到中央处理器中，中央处理器就会按照图纸的要求驱动相应的部件运动，并打印成需要的双极板，石墨双极板制作过程中用到的是改性石墨树脂，其中石墨粉为改性石墨粉，将改性石墨粉和树脂材料按照比例进行配比得到液体的特种石墨树脂；
46.s3：固化完成：完成固化后螺纹导轨5带着成型台4向上移动0.025mm，显示屏3再次按照石墨双极板的模型切片在相应位置出现紫外光将其上方改性石墨树脂进行固化，并重复操作直到整个石墨双极板的模型固化完毕。
47.将实施例一、实施例二、实施例三和实施例四中一种石墨双极板的一种一体化成型方法进行试验，得出结果如下：
[0048] 实施例一实施例二实施例三实施例四
精度95％90％92％88％成本2元/g2.5元/g2.2元/g2.6元/g
[0049]
实施例一、实施例二、实施例三和实施例四制得石墨双极板的一种一体化成型方法对比现有方法精度有了显著提高，成本有了显著下降，且实施例一为最佳实施例。
[0050]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。