CN105680074B - 一种浸渍石墨双极板的制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浸渍石墨双极板的制作工艺，其特征在于：经过制备树脂浸渍液、预热、加压浸渍工艺和固化工艺四个步骤，完成浸渍石墨双极板的制作工艺；本发明的优点在于：本发明通过在石墨板的制作工艺中增加了加压浸渍工艺，通过浸渍后的石墨板加工成的双极板有效提高了抗压强度和硬度，减少了气孔的产生率，本发明制得的双极板与质子交换膜燃料电池扩散层碳纸的接触电阻小，机械性能好，易于批量生产。

Description

一种浸渍石墨双极板的制作工艺
技术领域
本发明属于双极板加工制作领域，具体涉及一种浸渍石墨双极板的制作工艺。
背景技术
双极板是燃料电池的一个核心部件，由极板和流场组成。流场包括了气体进口、气体反应区、和气体出口。因为在电堆中，互相邻接的电池单体，需要共享电极板分别作为两邻接电池单体的阳极和阴极，故此电极板通常称为双极板。
石墨是较早开发和用以制作双极板的材料。传统双极板主要采用无孔石墨板或碳板，其制备方法主要是使用石墨粉或焦炭加粘结剂，经捏合、模压后炭化、石墨化成为薄板，再通过机加工得到气体流道，即所谓的“流场”。
石墨板具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，但石墨的脆性造成了加工困难，因此加工费用较高，同时也限制了石墨板厚度的减小。此外，石墨在制造过程中容易产生气孔，使燃料与氧化剂相互渗透，影响电池性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种能够有效增强石墨板抗压强度，硬度和减少气孔的浸渍石墨双极板的制作工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种浸渍石墨双极板的制作工艺，其创新点在于：经过制备树脂浸渍液、预热、加压浸渍工艺和固化工艺四个步骤，完成浸渍石墨双极板的制作工艺；具体步骤如下：
（1）制备树脂浸渍液：将40%的环氧树脂、35%的酚醛树脂、15%的稀释剂和10%的固化剂混合均匀，搅拌1小时，然后倒入铁桶中密闭待用，即完成了树脂浸渍液的制备；
（2）预热：将石墨板预热2-3小时，所述预热温度为50-60℃；
（3）加压浸渍工艺：将预热后的石墨板放入制备完成的树脂浸渍液中，进行加压浸渍，所述压力为0.7-0.8Mpa，所述浸渍温度为50-60℃；
（4）固化工艺：将浸渍后的石墨板放入固化釜内，所述固化全过程压力为0.7-0.8Mpa，所述压力自由下降，待温度冷却至室温后，将石墨板从固化釜中取出，加工成双极板。
进一步的，所述步骤（1）制备树脂浸渍液中的稀释剂为十二烷基和十四烷基缩水甘油醚。
进一步的，所述步骤（1）制备树脂浸渍液中的固化剂为硼杂八环酯基叔胺。
本发明的有益效果如下：本发明通过在石墨板的制作工艺中增加了加压浸渍工艺，通过浸渍后的石墨板加工成的双极板有效提高了抗压强度和硬度，减少了气孔的产生率，本发明制得的双极板与质子交换膜燃料电池扩散层碳纸的接触电阻小，机械性能好，易于批量生产。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
一种浸渍石墨双极板的制作工艺，经过制备树脂浸渍液、预热、加压浸渍工艺和固化工艺四个步骤，完成浸渍石墨双极板的制作工艺；具体步骤如下：
（1）制备树脂浸渍液：将40%的环氧树脂、35%的酚醛树脂、15%的稀释剂和10%的固化剂混合均匀，搅拌1小时，然后倒入铁桶中密闭待用，即完成了树脂浸渍液的制备，稀释剂为十二烷基和十四烷基缩水甘油醚，固化剂为硼杂八环酯基叔胺；
（2）预热：将石墨板预热2小时，预热温度为50℃；
（3）加压浸渍工艺：将预热后的石墨板放入制备完成的树脂浸渍液中，进行加压浸渍，压力为0.7Mpa，浸渍温度为50℃；
（4）固化工艺：将浸渍后的石墨板放入固化釜内，固化全过程压力为0.7Mpa，压力自由下降，待温度冷却至室温后，将石墨板从固化釜中取出，加工成双极板。
本实施例下的石墨板浸渍前和浸渍后的性能差如下表所示：
实施例2
一种浸渍石墨双极板的制作工艺，经过制备树脂浸渍液、预热、加压浸渍工艺和固化工艺四个步骤，完成浸渍石墨双极板的制作工艺；具体步骤如下：
（5）制备树脂浸渍液：将40%的环氧树脂、35%的酚醛树脂、15%的稀释剂和10%的固化剂混合均匀，搅拌1小时，然后倒入铁桶中密闭待用，即完成了树脂浸渍液的制备，稀释剂为十二烷基和十四烷基缩水甘油醚，固化剂为硼杂八环酯基叔胺；
（6）预热：将石墨板预热3小时，预热温度为60℃；
（7）加压浸渍工艺：将预热后的石墨板放入制备完成的树脂浸渍液中，进行加压浸渍，压力为0.8Mpa，浸渍温度为60℃；
（8）固化工艺：将浸渍后的石墨板放入固化釜内，固化全过程压力为0.8Mpa，压力自由下降，待温度冷却至室温后，将石墨板从固化釜中取出，加工成双极板。
本实施例下的石墨板浸渍前和浸渍后的性能差如下表所示：
实施例3
一种浸渍石墨双极板的制作工艺，经过制备树脂浸渍液、预热、加压浸渍工艺和固化工艺四个步骤，完成浸渍石墨双极板的制作工艺；具体步骤如下：
（9）制备树脂浸渍液：将40%的环氧树脂、35%的酚醛树脂、15%的稀释剂和10%的固化剂混合均匀，搅拌1小时，然后倒入铁桶中密闭待用，即完成了树脂浸渍液的制备，稀释剂为十二烷基和十四烷基缩水甘油醚，固化剂为硼杂八环酯基叔胺；
（10）预热：将石墨板预热2.5小时，预热温度为55℃；
（11）加压浸渍工艺：将预热后的石墨板放入制备完成的树脂浸渍液中，进行加压浸渍，压力为0.75Mpa，浸渍温度为55℃；
（12）固化工艺：将浸渍后的石墨板放入固化釜内，固化全过程压力为0.75Mpa，压力自由下降，待温度冷却至室温后，将石墨板从固化釜中取出，加工成双极板。
本实施例下的石墨板浸渍前和浸渍后的性能差如下表所示：
本发明通过在石墨板的制作工艺中增加了加压浸渍工艺，通过浸渍后的石墨板加工成的双极板有效提高了抗压强度和硬度，减少了气孔的产生率，本发明制得的双极板与质子交换膜燃料电池扩散层碳纸的接触电阻小，机械性能好，易于批量生产。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (2)

1.一种浸渍石墨双极板的制作工艺，其特征在于：经过制备树脂浸渍液、预热、加压浸渍工艺和固化工艺四个步骤，完成浸渍石墨双极板的制作工艺；具体步骤如下：
（1）制备树脂浸渍液：将40%的环氧树脂、35%的酚醛树脂、15%的稀释剂和10%的固化剂混合均匀，搅拌1小时，然后倒入铁桶中密闭待用，即完成了树脂浸渍液的制备；
（2）预热：将石墨板预热2-3小时，所述预热温度为50-60℃；
（3）加压浸渍工艺：将预热后的石墨板放入制备完成的树脂浸渍液中，进行加压浸渍，压力为0.7-0.8MPa，所述浸渍温度为50-60℃；
（4）固化工艺：将浸渍后的石墨板放入固化釜内，所述固化全过程压力为0.7-0.8MPa，所述压力自由下降，待温度冷却至室温后，将石墨板从固化釜中取出，加工成双极板；
所述步骤（1）制备树脂浸渍液中的稀释剂为十二烷基缩水甘油醚和十四烷基缩水甘油醚。
2.根据权利要求1所述的一种浸渍石墨双极板的制作工艺，其特征在于：所述步骤（1）制备树脂浸渍液中的固化剂为硼杂八环酯基叔胺。
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Pledgor: JIANGSU SUNKI CARBON PRODUCT CO.,LTD.

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