本发明涉及石墨烯技术领域，尤其涉及一种石墨烯复合浆料、双极板制备方法及双极板。
背景技术：
质子交换膜(protonexchangemembrane，pem)燃料电池是以氢气为燃料，空气或氧气为氧化剂，全氟磺酸聚合物为电解质的能量转化装置。其理论能量转化效率非常高，但实际系统运行的能量效率仅为40-70％，还有30-60％的化学能转化为热能。大量的热量产生易导致电池温度过高，温度过高时，燃料电池的电解质膜的含水量降低，严重时质子交换膜脱水，导致离子电导率急剧下降，电化学反应的动力学过程减缓，造成电池的使用效率和寿命的损失。温度过低时同样对电堆反应有负面的影响，低温下电化学反应缓慢，极化现象明显，造成能量转化效率低以及电堆的输出性能变差。因此，对燃料电池电堆进行必要的热管理，使其维持在一定的温度区间工作，对提升燃料电池的反应效率以及输出性能稳定性有重要意义。通常对燃料电池的热管理系统的要求如下：(1)将工作温度控制在效率较高的范围；(2)保证电池内部温度的一致性；(3)保证电池不超过温度极限。
为了达到以上热管理要求，现在燃料电池所采用的冷却方式主要依据电堆的功率和体积分为以下几种：(1)阴极反应气体冷却。(2)空气冷却。(3)循环水冷却。前两种冷却方式分别适用于功率100w和2kw以下的小型燃料电池，大功率燃料电池必须使用水冷。而循环水冷却的方式需要在燃料电池的双极板上刻画冷却流道，并需要增加外部的泵为冷却液提供动力，增大了双极板加工的成本和整个燃料电池系统运行的复杂性。
双极板是pem燃料电池的关键组件，占据了电池约80％的重量和45％的成本。因此，除了支撑电池、输送气体、在外部电路中充当集流体之外，双极板也担负着pem燃料电池散热的重要作用。双极板的材料包括石墨、金属和石墨-聚合物复合材料，由于石墨具有优良的导电性和化学稳定性，无孔的导电石墨板成为理想的双极板材料。且石墨单晶的面向热导率达2000w/(m·k)，被认为是一种很有发展潜力的新型高导热材料。但目前燃料电池双极板用的石墨材料热导率约为100～130w/(m·k)，其导热性并未作为优势用于双极板。这主要是因为制备热导率在500w/(m·k)以上的石墨板技术难度较大，尤其后期石墨板机加工流道的技术较为复杂，成本很高。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种能够制作成本低、方法简单且具有高导热系数的双极板，以及用于制备双极板的石墨烯复合浆料。
还有必要提供一种双极板的制备方法。
还有必要提供一种利用如上所述的双极板的制备方法制备的双极板。
一种石墨烯复合浆料，包括第一类氧化石墨烯、第二类氧化石墨烯、石墨烯、可溶性碳源及去离子水，在所述石墨烯复合浆料中，所述第一类氧化石墨烯、第二类氧化石墨烯、石墨烯、可溶性碳源的固含量为0.5％～30％；所述第一类氧化石墨烯的颗粒直径大于所述第二类氧化石墨烯的颗粒直径，所述第一类氧化石墨烯具有第一类官能基团，所述第二类氧化石墨烯具有第二类官能基团，所述第一类官能基团能够与所述第二类官能基团自组装成大小间隔的石墨烯片；所述可溶性碳源的质量是所述石墨烯总质量的1‰～5％。
进一步地，所述可溶性碳源为聚乙烯醇、聚丙烯酸、葡萄糖及其聚合体中的至少一种。
进一步地，所述石墨烯复合浆料还包括碳纳米管，所述碳纳米管的质量是所述石墨烯材料总质量的1‰～5％。
进一步地，所述石墨烯复合浆料还包括助溶剂，所述助溶剂的质量是所述石墨烯材料总质量的1‰～5％。
一种双极板的制备方法，包括：提供如上所述的石墨烯复合浆料；将所述石墨烯复合浆料涂布在一第一编织物上；在涂布了所述石墨烯复合浆料的所述第一编织物上覆盖一第二编织物，并加压浓缩所述石墨烯复合浆料，挤出溶剂，使得所述石墨烯复合浆料中的水分含量降低至30％～60％；加热干燥浓缩后的所述石墨烯复合浆料直至其水分含量低于15％；及剥离所述第一编织物及所述第二编织物，得到一单片的氧化石墨烯膜；将多个单片的氧化石墨烯膜堆叠在一起并压合，使得多个单片的氧化石墨烯膜成为一体，得到氧化石墨烯膜块；利用3d打印技术将所述石墨烯复合浆料或其他配方的可打印碳材料打印在所述氧化石墨烯膜块的相背两表面上，以在所述氧化石墨烯膜块的两表面上构筑双极板流道雏形，之后在烘干窑中干燥成型，得到第一双极板毛胚结构；将所述第一双极板毛胚结构中的所述第一类氧化石墨烯及第二类氧化石墨烯还原为石墨烯；及将还原后的所述第一双极板毛胚结构石墨化，得到一双极板。
进一步地，在“将多个单片的氧化石墨烯膜堆叠在一起并压合”之前，还包括：对所述氧化石墨烯膜进行水蒸气熏蒸或喷水处理，也包括涂布复合石墨烯浆料，使氧化石墨烯膜表面湿润至产生溶胀效果。
进一步地，在“将还原后的所述第一双极板毛胚结构石墨化”之后，还包括步骤：将石墨化后的所述第一双极板毛胚结构浸渍在高分子溶液中；及对浸渍后的所述第一双极板毛胚结构进行加压固化，得到所述双极板。
一种双极板的制备方法，包括：提供如上所述的石墨烯复合浆料；将所述石墨烯复合浆料涂布在一第一编织物上；在涂布了所述石墨烯复合浆料的所述第一编织物上覆盖一第二编织物，并加压浓缩所述石墨烯复合浆料，挤出溶剂，使得所述石墨烯复合浆料中的水分含量降低至30％～60％；加热干燥浓缩后的所述石墨烯复合浆料直至其水分含量低于15％；及剥离所述第一编织物及所述第二编织物，得到一单片的氧化石墨烯膜；将多个单片的氧化石墨烯膜堆叠在一起并压合，使得多个单片的氧化石墨烯膜成为一体，得到氧化石墨烯膜块；将所述氧化石墨烯膜块中的所述第一类氧化石墨烯及第二类氧化石墨烯还原为石墨烯，得到石墨膜块前驱体；石墨化所述石墨膜块前驱体，得到石墨膜块；将所述石墨烯复合浆料利用3d打印技术打印在所述石墨膜块的相背两表面上，以在所述石墨膜块的两表面上构筑双极板流道雏形，之后在烘干窑中干燥成型，得到第二双极板毛胚结构；将所述第二双极板毛胚结构中的所述第一类氧化石墨烯及第二类氧化石墨烯还原为石墨烯；及将还原后的所述第二双极板毛胚结构石墨化，得到一双极板。
进一步地，在“将还原后的所述第一双极板毛胚结构石墨化”之后，还包括步骤：将石墨化后的所述第二双极板毛胚结构浸渍在高分子溶液中；及对浸渍后的所述第二双极板毛胚结构进行加压固化，得到所述双极板。
一种双极板，所述双极板由如上所述的双极板的制备方法制备而成。
本发明提供的石墨烯复合浆料、双极板及双极板的制备方法，使用颗粒直径不同且所具有的官能基团能够自组装成大小间隔的石墨烯片的第一类及第二类氧化石墨烯及可溶性碳源等配置成石墨烯复合浆料，可溶性碳源及第二类氧化石墨烯可以填补第一类石墨烯在铺平时存在的缝隙，从而弥补第一类石墨烯存在的缺陷，第二类氧化石墨烯的第二类官能基团能够与所述第一类氧化石墨烯的第一类官能基团能够与所述第二类官能基团自组装成大小间隔的石墨烯片，从而实现不同材料之间的协同，进而有利于得到结构与性能稳定的双极板；2)在石墨烯复合浆料中添加少量的所述碳纳米管，可以增加双极板中的石墨膜的整体的气孔率，以为双极板制作过程中产生的气体提供进出的通道，能够提高双极板的导热性能，可以不在燃料电池中装配额外的散热组件，从而降低双极板的制作成本；3)先将石墨烯复合浆料涂布在编织物上，再压合滤出溶剂(压滤)进一步浓缩石墨烯复合浆料，能够避免因为石墨烯复合浆料浓度过低及干燥压力过大导致的氧化石墨烯膜开裂，从而进一步降低双极板的制作成本；4)通过3d打印的方式在氧化石墨烯膜块或石墨膜块的表面构筑双极板流道雏形，方法简单、高效，同时还可以避免机械加工双极板流道雏形对原料的浪费以及直接压印带来的局部密度不均匀的问题，从而进一步降低双极板的制作成本。
具体实施方式
为能进一步阐述本发明达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施方式，对本发明提供的石墨烯复合浆料、石墨膜块、石墨膜块的制备方法、双极板及双极板的制备方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，作出如下详细说明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种石墨烯复合浆料，所述石墨烯复合浆料包括第一类氧化石墨烯、第二类氧化石墨烯、石墨烯、可溶性碳源及去离子水，在所述石墨烯复合浆料中，所述第一类氧化石墨烯、第二类氧化石墨烯、石墨烯、可溶性碳源的固含量为0.5％～30％；所述可溶性碳源的质量是所述第一类氧化石墨烯、所述第二类氧化石墨烯及石墨烯质量的1‰～5％；所述第一类氧化石墨烯的颗粒直径大于所述第二类氧化石墨烯的颗粒直径，所述第一类氧化石墨烯具有第一类官能基团，所述第二类氧化石墨烯具有第二类官能基团，所述第一类官能基团能够与所述第二类官能基团自组装成大小间隔的石墨烯片。
其中，所述第一类氧化石墨烯及所述第二类氧化石墨烯可以通过两种或多种不同的方法制备。
其中，所述第二类氧化石墨烯可以填补所述第一类氧化石墨烯在铺平时存在的缝隙，从而可以弥补所述第一类氧化石墨烯存在的缺陷。所述第一类官能基团与所述第二类官能基团(羟基或羧基等)可以自组装成大小间隔的石墨烯片，实现不同材料之间的协同，进而有利于得到结构与性能稳定的双极板。
其中，所述可溶性碳源为聚乙烯醇、聚丙烯酸、葡萄糖及其聚合体等中的至少一种。所述可溶性碳源可以在后续的石墨化制程中提供碳原子，以补全石墨烯及/或氧化石墨烯存在的缺陷，有利于得到结构与性能稳定的石墨膜块及双极板。若所述可溶性碳源的含量超过5％，在石墨化过程中，可能会生成非石墨结构的碳原子，会对所述石墨膜块及双极板的性能不利。若所述可溶性碳源的含量小于1‰，在石墨化过程中，碳会自动重排，所述可溶性碳源无法提供足够的碳原子，对石墨膜块及双极板的性能影响不大。
其中，所述石墨烯复合浆料还包括碳纳米管，所述碳纳米管的质量是所述石墨烯材料质量的1‰～5％。
其中，少量的所述碳纳米管可以增加石墨膜块中的石墨膜的整体的气孔率，以为石墨膜块制作过程中产生的气体提供进出的通道，能够提高所述石墨膜块及双极板的导热性能，可以不在燃料电池中装配额外的散热组件，从而降低所述石墨膜块及双极板的制作成本。
另外，少量的所述碳纳米管可以平衡所述石墨膜块的性能和制作成本。若所述碳纳米管的含量超过5％，所述碳纳米管会影响所述石墨膜块的密度。若所述碳纳米管的含量少于1‰，将起不到增加气孔率的作用。
其中，所述石墨烯复合浆料还包括助溶剂，所述助溶剂的质量是所述石墨烯材料质量的1‰～5％。
其中，所述助溶剂包括乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、丙酮等中的至少一种。
本发明还提供一种石墨膜块的制备方法，包括步骤：
步骤s11：提供如上所述的石墨烯复合浆料。
步骤s12：将所述石墨烯复合浆料涂布在一第一编织物上；在涂布了所述石墨烯复合浆料的所述第一编织物上覆盖一第二编织物；加压浓缩所述石墨烯复合浆料，挤出溶剂，使得所述石墨烯复合浆料中的水分含量降低至30％～60％；加热干燥浓缩后的所述石墨烯复合浆料直至其水分含量低于15％；并剥离所述第一编织物及所述第二编织物，得到一单片的氧化石墨烯膜。
步骤s13：将多个单片的氧化石墨烯膜堆叠在一起并压合，使得多个单片的氧化石墨烯膜成为一体，得到氧化石墨烯膜块。
步骤s14：将所述氧化石墨烯膜块中的所述第一类氧化石墨烯及第二类氧化石墨烯还原为石墨烯，得到石墨膜块前驱体。
步骤s15：石墨化所述石墨膜块前驱体，得到石墨膜块。
其中，在步骤s15之后，还包括步骤s16：将所述石墨膜块浸渍在高分子溶液中，得到石墨/高分子复合膜块；及加压固化，得到石墨膜块。
其中，在步骤s6之后，还包括步骤s17，对所述石墨膜块进行抛光或打磨。
其中，在步骤s12中，“加热干燥浓缩后的所述石墨烯复合浆料”中的干燥是在烘干窑中进行的，所述烘干窑内的温度为60～95摄氏度，所述烘干窑内的气体相对湿度为50％～90％。保持较高的湿度，可以避免干燥速度过快造成氧化石墨烯膜开裂的问题。
其中，在步骤s12中，所述石墨烯复合浆料的涂布厚度为0.5～20厘米。所述石墨烯复合浆料的涂布通过流延工艺完成，所述石墨烯复合浆料依次通过几个不同高度的刮板，既保障了涂布厚度的一致性，又提高了所述石墨烯复合浆料内石墨烯的取向度。
其中，在步骤s12中，所述第一编织物与所述第二编织物为纺丝得到的纳米纤维组成的无纺布或化纤材料编织的布。所述无纺布的主要成分是聚酰亚胺，聚丙烯腈等高分子材料。所述第一编织物与所述第二编织物的孔隙率为30～90％，且其空隙直径小于1毫米。
其中，在步骤s12中，所述第一编织物与所述第二编织物在被剥离后，经过清洗可重复使用。
其中，在步骤s13之前，还包括步骤：对所述氧化石墨烯膜进行水蒸气熏蒸或喷水处理，也可以再次涂布少量石墨烯浆料，使氧化石墨烯膜表面湿润至产生溶胀效果，以提高所述氧化石墨烯膜在压合时的结合力。
其中，在步骤s13中，“将多个单片的氧化石墨烯膜堆叠在一起并压合”是指2层到10层的氧化石墨烯膜在压力下合成一块的过程，可以连续滚压，也可以间歇式平压。当然，堆叠在一起的所述氧化石墨烯膜的数量还可以是多于10层，可根据实际情况而定。
其中，在步骤s13中，所述氧化石墨烯膜块在压合前的厚度为5-20mm。
其中，在步骤14中，所述还原可以采用取热还原、化学还原、电化学还原等方式。在本实施方式中，所述还原采取热还原方式。所述热还原是指在5000-15000pa情况下，以0.2～5摄氏度/分钟的速度升温加热至800摄氏度，保温2h，自然冷却降至常温。其中，在120～160摄氏度之间采用慢升温速度，速度不超过2摄氏度每分钟。
其中，在步骤s15中，所述石墨化是在内串石墨化炉中进行的，还原后的石墨膜块前驱体置于内串电机周围，经过电极通电发热，达到石墨化目的。其中，所述石墨化的压力是压力为10000-300000pa，所述石墨化的温度为3000℃以上。
其中，在步骤s16中，浸渍所述高分子溶液的目的是为了降低所述石墨膜块的气体渗透率。所述高分子溶液需要满足如下条件：粘度比较小、溶剂干燥比较快、便宜、安全、在经过加压固化后，所述高分子溶液中的高分子材料必须能够发生交联，以使得高分子材由可溶变为不可溶。
其中，在步骤s16中，加压固化是需要在特定模具中进行的。加压是为了增加所述石墨膜块的密度，确保所述石墨膜块不透气。固化是为了使得高分子材由可溶变为不可溶。所述特定模具内部具有与所述石墨膜块的表面的图案一致，以避免损伤所述石墨膜块。
本发明还提供一种由上述石墨膜块的制备方法制备而成的石墨膜块。
其中，本发明提供的所述石墨膜块可以用于均热膜、发热膜、散热块、双极板等领域。
本发明还提供一种双极板(此处以第一双极板进行说明)的制备方法，包括步骤：
步骤s11：提供如上所述的石墨烯复合浆料。
步骤s12：将所述石墨烯复合浆料涂布在一第一编织物上；在涂布了所述石墨烯复合浆料的所述第一编织物上覆盖一第二编织物；加压浓缩所述石墨烯复合浆料，挤出溶剂，使得所述石墨烯复合浆料中的水分含量降低至30％～60％；加热干燥浓缩后的所述石墨烯复合浆料直至其水分含量低于15％；并剥离所述第一编织物及所述第二编织物，得到一单层的氧化石墨烯膜。
步骤s13：将多个单片的氧化石墨烯膜堆叠在一起并压合，使得多个单片的氧化石墨烯膜成为一体，得到氧化石墨烯膜块。
步骤s21：利用3d打印技术将步骤s11中的所述的石墨烯复合浆料打印在所述氧化石墨烯膜块的相背两表面上，以在所述氧化石墨烯膜块的两表面上构筑双极板流道雏形，之后在烘干窑中干燥成型，得到第一双极板毛胚结构。
步骤s22：将所述第一双极板毛胚结构中的所述第一类氧化石墨烯及第二类氧化石墨烯还原为石墨烯。
步骤23：将还原后的所述第一双极板毛胚结构石墨化，得到一第一双极板。
其中，在步骤s12中，使用压头进行加压浓缩所述石墨烯复合浆料，挤出溶剂。具体地，先提供一铺有所述第一编织物的容器，再将所述石墨烯浆涂布在所述第一编织物上，之后铺上所述第二编织物，最后使用所述压头挤压所述第二编织物，进出位于所述第一编织物与所述第二编织物之间的所述石墨烯复合浆料中的水分，实现所述石墨烯复合浆料的浓缩。
其中，在步骤23之后，还包括步骤s24：将石墨化后的所述第一双极板毛胚结构浸渍在高分子溶液中，并对浸渍后的所述第一双极板毛胚结构进行加压固化，得到所述第一双极板。
其中，在步骤22中，所述还原可以采用取热还原、化学还原、电化学还原等方式。在本实施方式中，所述还原采取热还原方式。所述热还原是指在5000-15000pa情况下，以0.2～5摄氏度/分钟的速度升温加热至800摄氏度，保温2h，自然冷却降至常温。其中，在120～160摄氏度之间采用慢升温速度，速度不超过2摄氏度每分钟。
其中，在步骤s23中，所述石墨化是在内串石墨化炉中进行的，还原后的第一双极板毛胚结构置于内串电机周围，经过电极通电发热，达到石墨化目的。其中，所述石墨化的压力是压力为1x104-3x105pa，所述石墨化的温度为3000℃以上。
其中，在步骤s24中，浸渍所述高分子溶液的目的是为了降低所述第一双极板的气体渗透率。所述高分子溶液需要满足如下条件：粘度比较小、溶剂干燥比较快、便宜、安全、在经过加压固化后，所述高分子溶液中的高分子材料必须能够发生交联，以使得高分子材由可溶变为不可溶。
其中，在步骤s24中，加压固化是需要在特定模具中进行的。加压是为了增加所述第一双极板的密度，确保所述第一双极板不透气。固化是为了使得高分子材由可溶变为不可溶。所述特定模具内部具有与所述第一双极板的表面的图案一致，以避免损伤所述第一双极板。
本发明还提供另一种双极板(此处以第二双极板区分前述的第一双极板)的制备方法，包括步骤：
步骤s31：提供一如上所述的石墨膜块及如上所述的石墨烯复合浆料。
步骤s32：利用3d打印技术将步骤s31中的所述的石墨烯复合浆料打印在所述石墨膜块的相背两表面上，以在所述石墨膜块的两表面上构筑双极板流道雏形，之后在烘干窑中干燥成型，得到第二双极板毛胚结构。
步骤s32：将所述第二双极板毛胚结构中的所述第一类氧化石墨烯及第二类氧化石墨烯还原为石墨烯。
步骤33：将还原后的所述第二双极板毛胚结构石墨化，得到一第二双极板。
在步骤33之后，还包括步骤s34：将石墨化后的所述第二双极板毛胚结构浸渍在高分子溶液中，并对浸渍后的所述第二双极板毛胚结构进行加压固化，得到所述第二双极板。
其中，在步骤32中，所述还原可以采用取热还原、化学还原、电化学还原等方式。在本实施方式中，所述还原采取热还原方式。所述热还原是指在5000pa情况下，以0.2～5摄氏度/分钟的速度升温加热至800摄氏度，保温2h，自然冷却降至常温。其中，在120～160摄氏度之间采用慢升温速度，速度不超过2摄氏度每分钟。
其中，在步骤s33中，所述石墨化是在内串石墨化炉中进行的，还原后的第二双极板毛胚结构置于内串电机周围，经过电极通电发热，达到石墨化目的。所述石墨化的温度为2700℃以上。
其中，在步骤s34中，浸渍所述高分子溶液的目的是为了降低所述第二双极板的气体渗透率。所述高分子溶液需要满足如下条件：粘度比较小、溶剂干燥比较快、便宜、安全、在经过加压固化后，所述高分子溶液中的高分子材料必须能够发生交联，以使得高分子材由可溶变为不可溶。
其中，在步骤s34中，加压固化是需要在特定模具中进行的。加压是为了增加所述第二双极板的密度，确保所述第二双极板不透气。固化是为了使得高分子材由可溶变为不可溶。所述特定模具内部具有与所述第二双极板的表面的图案一致，以避免损伤所述第二双极板。
本发明还提供一种如上所述的双极板的制备方法制备的双极板，这里的双极板可以为第一双极板及/或第二双极板。其中，所述双极板应用于燃料电池。优选地，所述双极板应用于质子交换膜燃料电池。
本发明还提供一种应用所述双极板的燃料电池。
下面通过实施例来对本发明的双极板的制备方法进行具体说明。
实施例1
制备石墨烯复合浆料：以氧化石墨烯含量为5％(其中4％片径20微米，0.8％片径10微米，0.2％片径2微米)，石墨烯含量为1％，葡萄糖含量为0.03％，乙醇含量为2％，其余为去离子水，混合并充分搅拌分散，配置成复合浆料。
制备单层的氧化石墨烯膜：将所配复合浆料倒入底部为编织物，四周为金属边框的模具中，涂布平整，整体浆料的厚度是10mm；再将其表面覆盖一层和底部同样的织物，顶部以和金属边框尺寸配合的压头对上层织物施加压力，随着压力增加，浆料中的水溶剂从下层织物的孔隙中流出，直至整体厚度下降1/2，浆料厚度变为5mm，然后卸除压力，将整体置于80℃，湿度为85％的烘干窑中，干燥至织物可自然从氧化石墨烯膜上剥离，得到干燥后的氧化石墨烯膜。
制备氧化石墨烯膜块：将上述所得的多片单层的氧化石墨烯膜置于密闭容器中进行水蒸气熏蒸或喷水处理，使氧化石墨烯复合膜块表面润湿至产生溶胀效应，再将多膜块叠加起来，并施加一定压力，由于膜块表面的氧化石墨烯产生溶胀效应，膜块相互之间的粘性可使多层膜块压合为一个整体，得到氧化石墨烯膜块。
制备双极板：然后再将上述配置的浆料通过3d打印的方法在整个膜块上下表面构筑双极板流道雏形，然后在80℃的烘干窑中干燥成型，可得到氧化石墨烯基燃料电池双极板毛胚结构。再将毛胚结构置于专用双极板石墨模具中，施加5000pa的压力，并在真空状态下以2℃/min的速度升温至800℃，然后保温2h，自然冷却至常温，完成氧化石墨烯的热还原处理。再将压力增加至30000pa，将所述石墨模具装配到内串石墨化炉周围，通过电极通电发热，温度达到2700℃以上，实现石墨化，并随炉自然冷却至室温。将石墨化后的石墨膜块取出，在环氧树脂中浸渍2h取出，质量分数5％左右环氧树脂进入石墨膜块中，然后将其置于钢制的双极板特定模具中加压固化，密度可达到1.9g/cm3，厚度在2mm左右。通过测量双极板面内导热系数，可达到1000w/(mk)以上。
实施例2
制备石墨烯复合浆料：以氧化石墨烯含量为10％(其中6％片径20微米，3％片径10微米，1％片径2微米)，石墨烯含量为1％，葡萄糖含量为0.45％，乙醇含量为2.5％，去离子水含量为85.5％，混合并充分搅拌分散，配置成复合浆料。
制备单层的氧化石墨烯膜：与实施例1的制备单层的氧化石墨烯膜的方法相同。
制备氧化石墨烯膜块：与实施例1的制备氧化石墨烯膜块的方法相同。
制备双极板：与实施例1的制备双极板的方法相同。通过测量双极板面内导热系数，可达到900w/(mk)以上。
实施例3
制备石墨烯复合浆料：以氧化石墨烯含量为10％(其中6％片径20微米，3％片径10微米，1％片径2微米)，石墨烯含量为1％，葡萄糖含量为0.045％，碳纳米管含量为0.05％，乙醇含量为2.5％，其余为去离子水，混合并充分搅拌分散，配置成复合浆料。
制备单层的氧化石墨烯膜：与实施例1的制备单层的氧化石墨烯膜的方法相同。
制备氧化石墨烯膜结构：与实施例1的制备氧化石墨烯膜结构的方法相同。
制备石墨散热膜：与实施例1的制备石墨散热膜的方法相同。通过测量石墨散热膜的导热系数，可达到900w/(mk)以上。
由上可知，以氧化石墨烯+石墨烯+可溶性碳为原料，通过纳米材料(可溶性碳)的自身组装效应，可得到高导热的块状石墨材料，导热性能是以膨胀石墨压制成型的2倍以上。
本发明提供的石墨烯复合浆料、双极板及双极板的制备方法，使用颗粒直径不同且所具有的官能基团能够自组装成大小间隔的石墨烯片的第一类及第二类氧化石墨烯及可溶性碳源等配置成石墨烯复合浆料，可溶性碳源及第二类氧化石墨烯可以填补第一类石墨烯在铺平时存在的缝隙，从而弥补第一类石墨烯存在的缺陷，第二类氧化石墨烯的第二类官能基团能够与所述第一类氧化石墨烯的第一类官能基团能够与所述第二类官能基团自组装成大小间隔的石墨烯片，从而实现不同材料之间的协同，进而有利于得到结构与性能稳定的双极板；2)在石墨烯复合浆料中添加少量的所述碳纳米管，可以增加双极板中的石墨膜的整体的气孔率，以为双极板制作过程中产生的气体提供进出的通道，能够提高双极板的导热性能，可以不在燃料电池中装配额外的散热组件，从而降低双极板的制作成本；3)先将石墨烯复合浆料涂布在编织物上，再压合滤出溶剂(压滤)进一步浓缩石墨烯复合浆料，能够避免因为石墨烯复合浆料浓度过低及干燥压力过大导致的石墨膜开裂，从而进一步降低双极板的制作成本；4)通过3d打印的方式在氧化石墨烯膜块或石墨膜块的表面构筑双极板流道雏形，方法简单、高效，同时还可以避免机械加工双极板流道雏形对原料的浪费以及直接压印带来的局部密度不均匀的问题，从而进一步降低双极板的制作成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。