CN102244278A - 一种膨胀石墨复合双极板材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膨胀石墨复合双极板材料及其制造方法和用途。本发明提供的复合双极板材料的组成为膨胀石墨和聚酰亚胺；所述膨胀石墨和聚酰亚胺的重量比为1∶0.2-1∶0.9；所述双极板材料的厚度为1.0-2.0mm，密度为1.0-1.8g/cm³。特别适用于燃料电池体系。

Description

一种膨胀石墨复合双极板材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及可用于高温型质子交换膜燃料电池的双极板材料及其制造方法。

背景技术

燃料电池是直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的发电装置，是一项高效利用能源而又不污染环境的新技术。质子交换膜燃料电池是以全氟磺酸型离子交换膜为电解质，氢气或重整气为燃料，空气或氧气为氧化剂的燃料电池，一般由许多单电池组成，每个单电池通常由膜电极、扩散层和双极板三部分构成。双极板是将燃料单电池串联起来组装成电池堆的关键部件，它的一侧与一个单电池的阳极接触，另一侧与毗邻单电池的阴极接触，其作用是分隔气体并通过流场将反应气体导入燃料电池，收集并传导电流和支撑膜电极，同时还担负起整个电池系统的散热和排水功能。因此，双极板在燃料电池中的地位举足轻重，需同时具备高导电导热性、高化学稳定性、高力学性、低透气性等特点。另一方面，质子交换膜燃料电池是一种新兴的能源利用技术，在汽车应用等领域尚处于开发和推广阶段，迫切需要在运行性能尤其是制造成本方面能大力气突破，以提高实用竞争力。而目前双极板的成本和重量约占质子交换膜燃料电池的45％和60％，是限制燃料电池推广应用的瓶颈因素，因此，降低双极板的成本和重量，在保证和提高性能的同时，生产制造出价廉轻巧的燃料电池是当前的首要工作。

目前已开发使用的双极板材料主要有金属、石墨及复合材料三种。金属板具有良好的导电导热性，减薄至0.1mm也不漏气，并且气体流道可冲压成型，因而有利于体积比功率的提升和制造成本的下降。但是金属板易出现腐蚀甚至锈穿，导致电池的使用寿命缩短甚至完全损坏。纯石墨板具有良好的导电导热性、化学稳定性，是率先成功用于商业化电池堆制造的双极板材料。但纯石墨板性脆、流道机加工成本昂贵，并且孔隙的存在导致其易漏气，因而制约了电池堆的重量比功率的提升。

为了替代上述两种单一材料制造的双极板，出现了石墨/树脂复合双极板，其中石墨为导电填料，树脂为高分子粘结剂。这类材料具有和石墨相同的耐腐蚀性能，可一次成型制备出带流场的双极板，易于大规模生产，降低了双极板的生产成本。石墨复合双极板的性能取决于石墨类型、树脂类型以及制造工艺。这三项因素还可交互作用，对性能产生影响，因此，材料与工艺选择时需综合考虑。石墨复合双极板的制造工艺通常有湿混和干混两大类。以往应用较多的是湿混法，即先用有机溶剂将树脂溶解，再与石墨混合模压成型。这种工艺过程复杂，不但消耗大量有毒溶剂和添加剂，产生浪费并增加成本，还会造成严重的环境污染，且复合材料性能偏低。干混法则无须加入溶剂，可以避免湿混法的缺陷。

膨胀石墨又称蠕虫石墨或柔性石墨，是石墨在高温下膨胀所致，具有价格低廉，导电性好，耐热耐腐蚀等特点，且密度小重量轻，可塑性强，密封性好，非常适合作为双极板材料的原料。如罗晓宽等(电源技术，2008，32(3)：174-176)选用高分子双酚A型环氧树脂及线型酚醛树脂与膨胀石墨复合制成双极板。但是，作者采用了湿混成型工艺，使用大量乙醇做溶剂，先与树脂混合后配成溶液，在一定的压力条件下将溶液灌入膨胀石墨，而后再将所得材料在烘箱中加温蒸发除去溶剂，工艺复杂且成本高。中国专利(公开号：CN1560947A)公开了一种柔性石墨双极板及其制备方法，利用浸渍和直接添加的方法在蠕虫石墨中混合少量添加剂，或者利用直接涂抹的方法在双极板表面形成薄膜，浸渍液为硼酸溶液和胶类聚合物。但是，直接成型的纯蠕虫石墨双极板的抗拉强度仅为6～15MPa，且抗透气性能差，而经过浸渍处理的双极板强度也仅为8～20MPa，不能达到美国能源部于2003年提出的对碳质填料/聚合物复合材料双极板的性能要求。

聚酰亚胺(简称PI)主要由二元酐和二元胺合成，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，在性能和合成方面具有突出优点，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域，其抗腐蚀性强，热稳定性好，机械性能优异，且安全无毒，原料来源广，合成也较容易。聚酰亚胺也可作为粘结剂使用，其成型收缩小，弹性模量大。中国专利(公开号：CN1765603A)公开了一种质子交换膜燃料电池用高分子树脂复合双极板的制备方法，采用了热塑性聚酰亚胺树脂作为粘结剂，与球状石墨、偶联剂、极板增强剂混合，通过一系列工艺过程后得到双极板成品。但是该专利涉及工艺过程冗长而复杂，且没有报道双极板成品的性能数据。马小杰等(浙江大学学报，2007，34(4)：436-439)研究了分别用干法和湿法模压制备出聚酰亚胺/石墨复合板，所用石墨为球状石墨粉，发现干法制备的复合板性能不理想，认为是聚酰亚胺树脂表面由于没有溶剂的作用，不易在球状石墨粉表面浸润，加之高分子树脂与无机石墨的不相容性，使树脂易聚集成团而不能均匀分散造成的。

因此，目前的膨胀石墨复合双极板由于没有与合适的树脂相匹配，或者以聚酰亚胺为粘结剂的复合双极板因与所用石墨类型不相容，都存在着诸如导电性差、强度低、易透气、制造工艺复杂、成本高等问题。

另一方面，随着质子交换膜燃料电池技术的发展，高温型(工作温度为100℃-200℃)的质子交换膜燃料电池应运而生，大有替代目前主流的低温型电池(工作温度低于100℃)之势。然而，以往开发的复合双极板材料都是针对低温型电池的，因此所采用的高分子粘结剂的耐热性一般都较差，而适用于高温型电池的复合双极板材料开发目前还鲜见报道。

因此，本领域迫切需要提供一种耐热性好，同时符合美国能源部对复合材料双极板在导电性、强度、透气性等方面要求，并且制造工艺简单的复合双极板材料及其制造方法。

发明内容

本发明旨在提供一种膨胀石墨/聚酰亚胺复合双极板材料及其制造方法。

在本发明的第一方面，提供了一种膨胀石墨复合双极板材料，所述双极板材料由膨胀石墨和聚酰亚胺组成；所述膨胀石墨和聚酰亚胺的重量比为1∶0.2-1∶0.9；所述双极板材料的厚度为1.0-2.0mm，密度为1.0-1.8g/cm³。

在另一优选例中，所述双极板材料的导电性为130-213S/cm，抗弯强度为50-72.5Mpa，和氢气透过率为1.2×10^-7-2.1×10^-6cm³/(cm²·s)。

在另一优选例中，所述双极板材料经250℃空气氛处理50小时后的导电性变化不超过3％，抗弯强度变化不超过5％，氢气透过率变化不超过5％。

在本发明的第二方面，提供了一种如上所述的本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的制备方法，所述的方法包括步骤：

(1)将膨胀石墨和聚酰亚胺按重量比为1∶0.2-1∶0.9混合形成混合物1；和

(2)将混合物1进行热压成型，得到如上所述的本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料。

在上述制备方法的步骤(1)中的膨胀石墨的膨胀倍数为120-460。

在上述制备方法的步骤(1)中的聚酰亚胺的粒径为10-100μm。

在上述制备方法的步骤(1)中的混合是机械搅拌混合，时间为5-60分钟。

在上述制备方法的步骤(2)中的热压成型条件为：5-40Mpa压力下加热至150-320℃，保温5-150分钟。

在本发明的第三方面，提供了一种如上所述的本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的用途，用作或用于制造燃料电池双极板；优选用作或用于制造高温型质子交换膜燃料电池双极板。

据此，本发明提供了一种耐热性好，同时符合美国能源部对复合材料双极板在导电性、强度、透气性等方面要求，并且制造工艺简单的复合双极板材料及其制造方法。

具体实施方式

发明人经过广泛而深入的研究，发现可以使用低成本高性能的膨胀石墨和聚酰亚胺，通过简单有效的复合成型工艺，获得耐热性好、导电性强、强度高、透气性小的复合双极板材料。

具体地，发明人使用的导电填料是膨胀石墨，树脂是聚酰亚胺，两者以一定的重量比经过干混热压后形成的复合材料耐热性好、导电性强、强度高，且致密不透气，因而可作为高温型质子交换膜燃料电池双极板材料使用。

膨胀石墨复合双极板材料

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料由膨胀石墨和聚酰亚胺组成，是一种膨胀石墨/聚酰亚胺复合材料，其中膨胀石墨是导电填料，聚酰亚胺是树脂，起粘结剂的作用，所述膨胀石墨和聚酰亚胺的重量比为1∶0.2-1∶0.9，较佳地为1∶0.3-1∶0.7。

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的厚度为1.0-2.0mm；密度为1.0-1.8g/cm³。

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的电导率为130-213S/cm，抗弯强度为50-72.5Mpa，和氢气透过率为1.2×10^-7-2.1×10^-6cm³/(cm²·s)。

一般而言，电导率、抗弯强度和氢气透过率这三项数据指标是相互制衡的，一项指标很高的话，另一项指标就会下降。然而本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料能同时满足性能要求，例如可以同时满足电导率高于130S/cm，抗弯强度高于50Mpa，和氢气透过率低于2.5×10^-6cm³/(cm²·s)的性能要求。

并且本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料经250℃空气氛处理50小时后的导电性变化不超过3％，抗弯强度变化不超过5％，氢气透过率变化不超过5％。

如本发明所用，“膨胀石墨”是指一种利用物理或化学的方法使石墨层间距增大，同时又保持了石墨层状结构的一类石墨材料。本发明所用的膨胀石墨的膨胀倍数为120-460，堆积密度为0.002-0.01g/cm³，碳重量含量≥85％。可以通过商购从市场上获得，优选使用宁波信远工业器材有限公司生产的膨胀石墨。

如本发明所用，“聚酰亚胺”是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide(简称PI)。本发明所用的聚酰亚胺软化点为120-170℃，粒径为10-100μm，堆积密度为0.1-0.5g/cm³。可以通过商购从市场上获得，优选使用武汉志晟科技有限公司恒基化工厂生产的聚酰亚胺。

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的电导率的测定方法按照美标ASTM D257-2007(绝缘材料直流电阻或电导试验方法)执行。

本发明中，有关膨胀石墨复合双极板材料的抗弯强度的测定方法按照国标GB/T13465.2-2002(不透性石墨材料抗弯强度试验方法)执行。

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的透气率的测定方法按照国标GB/T1038-2000(塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法)执行，以氢气为测试气体，得到氢气透过率数据。

制备方法

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料可以使用干混、热压成型技术而获得。如本发明所用，“干混”是指将两种或两种以上固体物料直接混合在一起使其均匀的方式，例如可以采用机械搅拌的方式进行混合，所述的均匀是指单位体积中各种固体物料的重量比同初始混合时它们的重量比一样。

如本发明所用，“热压”是指将固体物料在加热加压状态下进行加工的方式。

如本发明所用，“成型”是指将物料从粉末颗粒或其它状态(例如固定形状和/或尺寸的状态)加工成具有一定形状和尺寸的固体材料，常用的是将没有固定形状和/或尺寸的状态的物料放入形状和尺寸固定的模具中进行加工的方法。

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的制备方法是将颗粒状膨胀石墨和聚酰亚胺干混形成的混合物经过热压成型而得到。

在本发明的一种实施方式中，本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将重量比为1∶0.2-1∶0.9的膨胀石墨和聚酰亚胺放入干粉混合机中，搅拌混合，得到均匀的混合物1，时间为5-60分钟；

(2)将一定量的混合物1放入模具中，再将装有一定量混合物1的模具置于热压机上，在5-40Mpa压力下加热至150-320℃，保温5-150分钟；和

(3)冷却后从模具中取出固体成型材料，即得具有一定厚度和密度的膨胀石墨复合双极板材料。

在上述步骤(1)中，膨胀石墨和聚酰亚胺的混合重量比较佳地为1∶0.2-1∶0.6，更佳地为1∶0.3-1∶0.5；用于混合的膨胀石墨和聚酰亚胺均为颗粒状固体；所述均匀的混合物1即单位体积混合物1中膨胀石墨和聚酰亚胺的重量比与搅拌前放入干混机中的两者的重量比一致。

在上述步骤(1)中优选混合时间为10-45分钟。

在上述步骤(2)中，所述模具可以是各种形状的，例如但不限于，长方体、正方体、圆盘体。

在上述步骤(3)中，冷却至50-0℃；优选室温，所述的室温为10-30℃。

用途

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料可以用作燃料电池的双极板或用于制造燃料电池，所述的燃料电池优选高温型质子交换膜燃料电池体系。

如本发明所用，“燃料电池(fuel cell)”是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。

燃料电池按其工作温度是不同，把碱性燃料电池(AFC，工作温度为100℃)、固体高分子型质子膜燃料电池(PEMFC，也称为质子交换膜燃料电池，工作温度为100℃以内的为低温型，工作温度为100℃-200℃的为高温型)和磷酸型燃料电池(PAFC，工作温度为200℃)称为低温燃料电池；把熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC，工作温度为650℃)和固体氧化型燃料电池(SOFC，工作温度为1000℃)称为高温燃料电池。

燃料电池其原理是一种电化学装置，其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，在正负两个电极上分别进行反应，产生电能。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。

本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。

本发明的主要优点在于：

1、本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料耐热性好、导电性强、强度高、透气性小。

2、本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料制造工艺简单、成本低。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分比和份数按重量计。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例中使用的材料有：

膨胀石墨 购自宁波信远工业器材有限公司，膨胀倍数为120-460。

聚酰亚胺 购自武汉志晟科技有限公司恒基化工厂，平均粒径为10-100μm，堆积密度为0.1-0.5g/cm³。

干粉混合机 购自吉首市中药机械厂VH-5型

热压机     购自湖州宏侨机械厂XLB-D型

实施例中使用的检测方法有：

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的电导率的测定方法按照美标ASTM D257-2007(绝缘材料直流电阻或电导试验方法)执行。

本发明中，有关膨胀石墨复合双极板材料的抗弯强度的测定方法按照国标GB/T13465.2-2002(不透性石墨材料抗弯强度试验方法)执行。

本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料的透气率的测定方法按照国标GB/T1038-2000(塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法)执行，以氢气为测试气体，得到氢气透过率数据。

实施例1

膨胀石墨复合双极板材料1

固体物料组成：膨胀石墨1份，膨胀倍数为250，聚酰亚胺0.2份，粒径为30-50μm；使用干粉混合机进行(下述各实施例同)机械干混30min；使用热压机(下述各实施例同)热压成型，压力25Mpa，温度220℃，保温60min。

得到的膨胀石墨复合双极板材料1：厚度1.5mm，密度1.48g/cm³，电导率169S/cm，抗弯强度63.8Mpa，氢气透过率1.26×10^-6cm³/(cm²·s)。

将膨胀石墨复合双极板材料1放入烘箱，在250℃下保温50h后降至室温，测得电导率为172S/cm，抗弯强度为62.1Mpa，氢气透过率为1.30×10^-6cm³/(cm²·s)，与膨胀石墨复合双极板材料1的原有值比较，分别变化1.8％，2.7％，3.2％。

实施例2

膨胀石墨复合双极板材料2

固体物料组成：膨胀石墨1份，膨胀倍数为210，聚酰亚胺0.3份，粒径为60-100μm；采用机械干混10min；热压成型压力25Mpa，温度250℃，保温30min。

得到的膨胀石墨复合双极板材料2：厚度1.5mm，密度1.32g/cm³，电导率197S/cm，抗弯强度55.7Mpa，氢气透过率2.1×10^-6cm³/(cm²·s)。

将膨胀石墨复合双极板材料2放入烘箱，在250℃下保温50h后降至室温，测得电导率为195S/cm，抗弯强度为54.5Mpa，氢气透过率为2.16×10^-6cm³/(cm²·s)，与膨胀石墨复合双极板材料2的原有值比较，分别变化1.0％，2.2％，2.9％。

实施例3

膨胀石墨复合双极板材料3

固体物料组成：膨胀石墨1份，膨胀倍数为280，聚酰亚胺0.5份，粒径为10-30μm；采用机械干混45min；热压成型压力25Mpa，温度150℃，保温120min。

得到的膨胀石墨复合双极板材料3：厚度1.5mm，密度1.60g/cm³，电导率151S/cm，抗弯强度67.5Mpa，氢气透过3.7×10^-7cm³/(cm²·s)。

将膨胀石墨复合双极板材料3放入烘箱，在250℃下保温50h后降至室温，测得的电导率、抗弯强度、氢气透过率与膨胀石墨复合双极板材料3的原有值比较，分别变化2.9％，3.6％，4.5％。

实施例4

膨胀石墨复合双极板材料4

固体物料组成：膨胀石墨1份，膨胀倍数为460，聚酰亚胺0.7份，粒径为10-30μm；采用机械干混60min；热压成型压力5Mpa，温度320℃，保温5min。

得到的膨胀石墨复合双极板材料4：厚度1.0mm，密度1.56g/cm³，电导率138S/cm，抗弯强度52.4Mpa，氢气透过率5.3×10^-7cm³/(cm²·s)。

将膨胀石墨复合双极板材料4放入烘箱，在250℃下保温50h后降至室温，测得的电导率、抗弯强度、氢气透过率与膨胀石墨复合双极板材料4的原有值比较，分别变化0.5％，1.3％，1.5％。

实施例5

膨胀石墨复合双极板材料5

固体物料组成：膨胀石墨1份，膨胀倍数为120，聚酰亚胺0.9份，粒径为60-100μm；采用机械干混10min；热压成型压力40Mpa，温度280℃，保温150min。

得到的膨胀石墨复合双极板材料5：厚度1.0mm，密度1.42g/cm³，电导率130S/cm，抗弯强度57.7Mpa，氢透气率3.0×10^-7cm³/(cm²·s)。

将膨胀石墨复合双极板材料5放入烘箱，在250℃下保温50h后降至室温，测得的电导率、抗弯强度、氢气透过率与膨胀石墨复合双极板材料5的原有值比较，分别变化0.7％，2.6％，2.4％。

实施例6

膨胀石墨复合双极板材料6

固体物料组成：膨胀石墨1份，膨胀倍数为250，聚酰亚胺0.4份，粒径为10-100μm；采用机械干混45min；热压成型压力30Mpa，温度235℃，保温90min。

得到的膨胀石墨复合双极板材料6：厚度1.5mm，密度1.50g/cm³，电导率213S/cm，抗弯强度72.5Mpa，氢气透过率1.2×10^-7cm³/(cm²·s)。

将膨胀石墨复合双极板材料6放入烘箱，在250℃下保温50h后降至室温，测得的电导率、抗弯强度、氢气透过率与膨胀石墨复合双极板材料6的原有值比较，分别变化1.2％，3.0％，3.5％。

对比例1

膨胀石墨复合双极板材料7

固体物料组成：膨胀石墨1份，膨胀倍数为120，聚酰亚胺0.1份，粒径为60-100μm；采用机械干混10min；热压成型压力40Mpa，温度280℃，保温150min。

得到的膨胀石墨复合双极板材料7：厚度2.0mm，密度1.28g/cm³，电导率175S/cm，抗弯强度33.1Mpa，氢气透过率7.9×10^-6cm³/(cm²·s)。

对比例2

不使用粘结剂。

固体物料组成：膨胀石墨1份，膨胀倍数为250；热压成型压力30Mpa，温度235℃，保温90min。

得到的双极板厚度3.0mm，密度1.60g/cm³，电导率325S/cm，抗弯强度14.5Mpa，氢气透过率1.2×10^-4cm³/(cm²·s)。

对比例3

粘结剂采用热固性酚醛树脂(商品牌号2124型，上海双树塑料厂)

固体物料组成：膨胀石墨1份，热固性酚醛树脂0.4份；采用机械干混45min；热压成型压力30Mpa，温度235℃，保温90min。

得到的双极板厚度2.0mm，密度1.57g/cm³，电导率175S/cm，抗弯强度40.3Mpa，氢气透过率6.8×10^-5cm³/(cm²·s)。

将得到的双极板材料放入烘箱，在250℃下保温50h后降至室温，测得电导率为156S/cm，抗弯强度为33.5Mpa，氢气透过率为8.2×10^-5cm³/(cm²·s)，与其原有值比较，分别变化10.9％，16.9％，20.6％。

结果表明，本发明提供的膨胀石墨复合双极板材料在满足高抗弯强度和透气性小的情况下，能够同时满足高电导率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

Claims (9)

1.一种膨胀石墨复合双极板材料，其特征在于，所述双极板材料由膨胀石墨和聚酰亚胺组成；所述膨胀石墨和聚酰亚胺的重量比为1∶0.2-1∶0.9；所述双极板材料的厚度为1.0-2.0mm，密度为1.0-1.8g/cm³。

2.如权利要求1所述的膨胀石墨复合双极板材料，其特征在于，所述双极板材料的导电性为130-213S/cm，抗弯强度为50-72.5Mpa，和氢气透过率为1.2×10^-7-2.1×10^-6cm³/(cm²·s)。

3.如权利要求1和2所述的膨胀石墨复合双极板材料，其特征在于，所述双极板材料经250℃空气氛处理50小时后的导电性变化不超过3％，抗弯强度变化不超过5％，氢气透过率变化不超过5％。

4.一种如权利要求1-3任一所述的膨胀石墨复合双极板材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：

(1)将膨胀石墨和聚酰亚胺按重量比为1∶0.2-1∶0.9混合形成混合物1；

(2)将混合物1进行热压成型，得到如权利要求1-3任一所述的膨胀石墨复合双极板材料。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的膨胀石墨的膨胀倍数为120-460。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的聚酰亚胺的粒径为10-100μm。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的混合是机械搅拌混合，时间为5-60分钟。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的热压成型条件为：5-40Mpa压力下加热至150-320℃，保温5-150分钟。

9.一种如权利要求1-3任一所述的膨胀石墨复合双极板材料的用途，用作或用于制造燃料电池双极板；优选用作或用于制造高温型质子交换膜燃料电池双极板。