CN109802149A - 一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法，该方法是采用立辊与水平辊联合机组将水平柔性石墨板材进行侧向挤压，水平限位，得到“工”字型或“T”字型内部片层结构柔性石墨板。与现有技术相比，本发明可实现水平方向与垂直方向的电导率与热导率均有大幅度提高。

Description

一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法

技术领域

本发明涉及燃料电池基板，尤其是涉及一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法。

背景技术

柔性石墨因其优异的导电性、导热性、密封性、吸附性、以及化学稳定性等特性而被广泛的作为密封、电子、医用、电池阴极、耐火阻燃、电磁屏蔽等材料。除上述特性外，近年来，柔性石墨因其易加工的特性而被应用于双极板材料中。相比于传统人工石墨双极板，柔性石墨双极板因易材料成本低廉以及连续化生产，因此可大幅度降低双极板生产成本。此外，柔性石墨的表面硬度远低于人工石墨，从而大幅降低了与碳纸的接触电阻。

中国专利CN101222052A介绍了一种两面带沟槽的柔性石墨极板的制造方法，该方法利用模压的方式制备柔性石墨极板。中国专利CN106876724A披露了一种燃料电池用柔性石墨单极板的辊压生产方法，该方法能够连续化生产柔性石墨单极板，提高了生产效率。然而，基于目前现有的生产方式，柔性石墨应用于双极板存在弊端。其主要原因为柔性石墨内部的片层结构导致了材料的各向异性，而现有生产方法因内部石墨连续片层结构呈水平方向堆叠，导致材料的水平方向电导率与热导率远远大于垂直方向。然而，若能实现垂直方向与水平方向同时满足高电导率与热导率，将会大幅降低燃料电池电堆在内阻上的电压损失，并大幅提升电堆的散热能力。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可实现水平方向与垂直方向的电导率与热导率均高的柔性石墨板材内部层片方向控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法，其特征在于，该方法是采用立辊与水平辊联合机组将水平柔性石墨板材进行侧向挤压，水平限位，得到“工”字型或“T”字型内部片层结构柔性石墨板。

所述的立辊与水平辊联合机组包括立辊和水平辊，其中水平辊包括上辊(1)和下辊(2)，所述的立辊包括右立辊(3)和左立辊(4)，其中右立辊(3)和左立辊(4)水平对称设置，所述的上辊(1)位于立辊上方，下辊(2)位于立辊下方。

所述的立辊的的圆弧面与水平辊的圆弧面垂直。

所述的上辊(1)和下辊(2)之间的间距与最终柔性石墨板产品的厚度相同；所述的右立辊(3)和左立辊(4)之间的间距与最终柔性石墨板产品的宽度相同。

所述的右立辊(3)和左立辊(4)分别位于上辊(1)和下辊(2)之间形成的辊缝中的左右两侧，且右立辊(3)上下与上辊(1)和下辊(2)之间的间隙为0～2mm，左立辊(4)上下与上辊(1)和下辊(2)之间的间隙与右立辊(3)相同。

所述的右立辊(3)和左立辊(4)底部与下辊(2)最高处相切。

所述的水平柔性石墨板材为以膨胀石墨蠕虫为原料，通过常规模压或辊压得到的板材。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明所述立辊与水平辊联合机组可置于常规连续化辊压生产柔性石墨板的工艺中，实现连续化生产“工”字型或“T”字型内部结构的立式片层结构柔性石墨极板，大幅提升生产效率。

(2)采用立辊与水平辊相结合的方式，将原来的水平层结构的石墨板层结构改成了竖直和水平结合的立式片层结构，实现柔性石墨板的水平方向与垂直方向同时满足高电导率与热导率。

(3)由于立式片层结构，相比于普通柔性石墨板，使得树脂更易从短的片层通道中浸入石墨板，从而能够降低树脂浸渍时长。

附图说明

图1为立辊与水平辊联合机组的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

实施例1

现欲制备1mm厚的“工”字型内部片层结构柔性石墨板，采用采用立辊与水平辊联合机组将水平柔性石墨板材进行侧向挤压，水平限位，得到“工”字型或“T”字型内部片层结构柔性石墨板。

其中，如图1所示，立辊与水平辊联合机组包括立辊和水平辊，其中水平辊包括上辊1和下辊2，所述的立辊包括右立辊3和左立辊4，其中右立辊3和左立辊4水平对称设置，所述的上辊1位于立辊上方，下辊2位于立辊下方。

具体方法包括以下步骤：

第一步：利用模压或辊压的方式生产1.2mm厚的立式片层结构柔性石墨板；

第二步：调节图1所示1、2，将上辊1和下辊2的辊缝调节至1mm；

第三步：选取0.8mm厚的立辊作为右立辊3和左立辊4，立辊间的辊缝宽度与立式片层柔性石墨板宽度相同，且两立辊中心线连接的平面通过两水平辊的中心线；

第四步：调节立辊位置，使两立辊距离上辊1和下辊2最内侧各0.1mm；

第五步：将已经获得1.2mm的立式片层结构柔性石墨板导入图1所示的立辊与水平辊联合机组中。经过轧制，获得内部片层结构呈“工”字型的1mm厚度柔性石墨板。

实施例2

现欲制备1mm厚的“T”字型内部片层结构柔性石墨板。

将实施例1中的第四步修改为“调节立辊位置，使两立辊与下限位水平辊最高处相切，并距离上限位水平辊最低点0.2mm”，其余与实施例1相同。

Claims (7)

1.一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法，其特征在于，该方法是采用立辊与水平辊联合机组将水平柔性石墨板材进行侧向挤压，水平限位，得到“工”字型或“T”字型内部片层结构柔性石墨板。

2.根据权利要求1所述的一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法，其特征在于，所述的立辊与水平辊联合机组包括立辊和水平辊，其中水平辊包括上辊(1)和下辊(2)，所述的立辊包括右立辊(3)和左立辊(4)，其中右立辊(3)和左立辊(4)水平对称设置，所述的上辊(1)位于立辊上方，下辊(2)位于立辊下方。

3.根据权利要求2所述的一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法，其特征在于，所述的立辊的的圆弧面与水平辊的圆弧面垂直。

4.根据权利要求2所述的一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法，其特征在于，所述的上辊(1)和下辊(2)之间的间距与最终柔性石墨板产品的厚度相同；所述的右立辊(3)和左立辊(4)之间的间距与最终柔性石墨板产品的宽度相同。

5.根据权利要求2所述的一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法，其特征在于，所述的右立辊(3)和左立辊(4)分别位于上辊(1)和下辊(2)之间形成的辊缝中的左右两侧，且右立辊(3)上下与上辊(1)和下辊(2)之间的间隙为0～2mm，左立辊(4)上下与上辊(1)和下辊(2)之间的间隙与右立辊(3)相同。

6.根据权利要求5所述的一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法，其特征在于，所述的右立辊(3)和左立辊(4)底部与下辊(2)最高处相切。

7.根据权利要求1所述的一种柔性石墨板材内部层片方向控制方法，其特征在于，所述的水平柔性石墨板材为以膨胀石墨蠕虫为原料，通过模压或辊压得到的板材。