CN112103516A - 一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃料电池技术领域，公开了一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置，包括第一输送带、第二输送带和粘接机构，第一输送带设有第一混料机构、第一辊压机构和第一隧道式加热炉；第二输送带设有第二混料机构、第二辊压机构和第二隧道式加热炉；第一石墨单极板和第二石墨单极板结构和尺寸均相同；还公开了一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法，包括如下步骤：步骤一、混合原料；步骤二、将原料原料压制成石墨单极板；步骤三、固化石墨单极板；步骤四、将两个石墨单极板粘接形成石墨双极板。本发明具有成品质量高和生产效率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置和方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池，一种利用电解水逆反应原理的新型燃料电池，是以可再生能源氢气作为还原剂、以空气中氧气作为氧化剂，将化学能转化为电能的发电装置，其不同于普通电池将化学反应物封存于电池内部，普通电池待反应物耗尽无法持续输出电能，而燃料电池只需持续提供燃料气体及氧化剂即可持续输出电能，故利用燃料电池作为动力的机车，具有加注时间短和续航里程高等明显优势，且燃料电池的发电电堆具有体积小、能量密度高、零排放和净化空气等优势，燃料电池反应生成的富氢水具有抗氧化，利于机体恢复等效果。
燃料电池电堆是由多片单体电池串联叠加构成，将双极板与膜电极交替叠合密封，并由前、后端板及补偿装置压紧固定，构成质子交换膜燃料电池电堆。电堆的核心是双极板与MEA，双极板常用石墨材质制作。相比金属双极板，石墨双极板具有较高导电性、耐蚀性，质量轻、寿命长且与电极相容性好等特点。
现有石墨双极板成型工艺，其一，通过机械雕刻硬石墨表面，形成流场，但这种方法效率低，机械加工难度大，成本较高，且加工成型极板较厚，较脆不易组装；其二，通过成型模具模压，形成流场，这种方法可以一次成型，效率高于机械雕刻方法，但由于柔性石墨板较软，模压成型后形成微真空状态，使成型极板吸附在模具表面，则必须人工去除废边并将成型极板从模具上取出，且取出后的成型极板要再次经过人工去除公共通道及还原剂、氧化剂进气分配入口废料，容易造成极板密封区域损坏及废料遗漏，后期无法通过泄露测试且影响下工序，且极板容易被有机物污染，影响表面亲疏水性，品质稳定性取决于操作工人，极板品质不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种成品质量高和生产效率高的用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置和方法。
为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置，包括第一输送带和第二输送带，所述第一输送带沿其输送方向依次设有用于将原料混合均匀并输送至第一输送带的第一混料机构、用于将第一输送带上的原料压制成第一石墨单极板的第一辊压机构和用于对第一石墨单极板进行固化的第一隧道式加热炉；所述第二输送带沿其输送方向依次设有用于将原料混合均匀并输送至第二输送带的第二混料机构、用于将第二输送带上的原料压制成第二石墨单极板的第二辊压机构和用于对第二石墨单极板进行固化的第二隧道式加热炉；所述第一石墨单极板和所述第二石墨单极板结构和尺寸均相同，连续辊压成型装置还包括用于将所述第一石墨单极板与所述第二石墨单极板粘接形成石墨双极板的粘接机构。
作为本发明一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置优选的方案，所述第一混料机构包括料斗、混料螺杆、混料管和电机，所述料斗的出料口与所述混料管的入料口连通，所述混料螺杆设置在所述混料管内，所述电机的固定端与所述料斗连接，所述电机的输出端与所述混料螺杆连接，所述混料管的出料口处设有出料阀；
所述第一混料机构和所述第二混料机构结构相同，且所述第一混料机构位于第一输送带的上方，所述第二混料机构位于第二输送带的上方。
作为本发明一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置优选的方案，所述第一辊压机构包括相对转动的第一上压辊轮和第一下压辊轮，所述第一上压辊轮和所述第一下压辊轮均与第一输送带相切；所述第二辊压机构包括相对转动的第二上压辊轮和第二下压辊轮，所述第二上压辊轮和所述第二下压辊轮均与第二输送带相切。
作为本发明一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置优选的方案，所述第一上压辊轮包括压辊轴和多个均布在所述压辊轴周向的模具，所述第一上压辊轮、第一下压辊轮、第二上压辊轮和第二下压辊轮的结构均相同。
作为本发明一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置优选的方案，所述粘胶机为点胶机或丝印机。
作为本发明一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置优选的方案，所述粘接机构包括用于在所述第一石墨单极板或所述第二石墨单极板上点胶的粘胶机和用于将所述第一石墨单极板和所述第二石墨单极板拿取至所述粘接平台上并使两者粘接的机械手，所述粘胶机至少设有一个。
此外，本发明的另一方面还提供了一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法，包括如下步骤：
步骤一、混合原料，将柔性石墨粉、碳纤和树脂粉分别投入第一混料机构内混合，并将混合均匀后的原料运输至第一输送带上；同时，将柔性石墨粉、碳纤和树脂粉分别投入第二混料机构内混合，并将混合均匀后的原料运输至第二输送带上；
步骤二、将原料原料压制成石墨单极板，第一输送带将原料运输至第一辊压机构，第一辊压机构将原料压制成第一石墨单极板；同时，第二输送带将原料运输至第二辊压机构，第二辊压机构将原料压制成第二石墨单极板；
步骤三、固化石墨单极板，第一输送带将第一石墨单极板运输至第一隧道式加热炉，第一隧道式加热炉对第一石墨单极板进行固化；同时，第一输送带将第一石墨单极板运输至第一隧道式加热炉，第一隧道式加热炉对第一石墨单极板进行固化；
步骤四、将两个石墨单极板粘接形成石墨双极板，粘接机构将胶水点涂在第一石墨单极板或第二石墨单极板，并将第一石墨单极板和第二石墨单极板叠放，使第一石墨单极板和第二石墨单极板粘接，从而形成石墨双极板。
作为本发明一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法优选的方案，所述柔性石墨粉占总原料重量的百分比为60－90％。
作为本发明一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法优选的方案，所述碳纤占总原料重量的百分比为2％－5％。
作为本发明一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法优选的方案，所述树脂粉占总原料重量的百分比为20－35％。
本发明实施例一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置和方法与现有技术相比，其有益效果在于：
使用时，将原料投入第一混料机构内混合，混合后的原料运输至第一输送带上并通过第一辊压机构压制成第一石墨单极板，第一石墨单极板通过第一隧道式加热炉进行固化，从而得到第一石墨单极板，同理将第二石墨单极板制成，然后，将第一石墨单极板和第二石墨单极板通过粘接机构粘接，从而形成石墨双极板；由此，先通过辊压机构将石墨单极板表面流场及公共通道等特征一次成型，再通过隧道式加热炉将石墨单极板固化成型，实现了石墨双极板的连续无间断自动化生产，生产效率高，避免了工人接触未固化状态的极板，使极板不会受到污染，极板的品质高；且能通过调整原料成分的比例来改变石墨板硬度及韧性，操作方便。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置的结构示意图；
图中，1、第一输送带；2、第二输送带；3、第一混料机构；31、料斗；32、混料螺杆；33、混料管；34、出料阀；4、第一辊压机构；41、第一上压辊轮；42、第一下压辊轮；5、第一隧道式加热炉；6、第二混料机构；7、第二辊压机构；71、第二上压辊轮；72、第二下压辊轮；8、第二隧道式加热炉；9、模具；10、粘胶机；11、机械手； 12、粘接平台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本发明的一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置的优选实施例，其包括第一输送带1和第二输送带，所述第一输送带 1沿其输送方向依次设有用于将原料混合均匀并输送至第一输送带1的第一混料机构3、用于将第一输送带1上的原料压制成第一石墨单极板的第一辊压机构4和用于对第一石墨单极板进行固化的第一隧道式加热炉5；所述第二输送带2沿其输送方向依次设有用于将原料混合均匀并输送至第二输送带2的第二混料机构6、用于将第二输送带2上的原料压制成第二石墨单极板的第二辊压机构7和用于对第二石墨单极板进行固化的第二隧道式加热炉8；所述第一石墨单极板和所述第二石墨单极板结构和尺寸均相同，连续辊压成型装置还包括用于将所述第一石墨单极板与所述第二石墨单极板粘接形成石墨双极板的粘接机构。
使用时，将原料投入第一混料机构3内混合，混合后的原料运输至第一输送带1上并通过第一辊压机构4压制成第一石墨单极板，第一石墨单极板通过第一隧道式加热炉5进行固化，从而得到第一石墨单极板，同理将第二石墨单极板制成，然后，将第一石墨单极板和第二石墨单极板通过粘接机构粘接，从而形成石墨双极板；由此，先通过辊压机构将石墨单极板表面流场及公共通道等特征一次成型，再通过隧道式加热炉将石墨单极板固化成型，实现了石墨双极板的连续无间断自动化生产，生产效率高，安全性高，还避免了工人接触未固化状态的极板，使极板不会受到污染，保证了极板的品质；且能通过调整原料成分的比例来改变石墨板硬度及韧性，操作方便。
示例性的，所述第一混料机构3包括料斗31、混料螺杆32、混料管 33和电机，所述料斗31的出料口与所述混料管33的入料口连通，所述混料螺杆32设置在所述混料管33内，所述电机的固定端与所述料斗31 连接，所述电机的输出端与所述混料螺杆32连接，所述混料管33的出料口处设有出料阀34；具体的，所述出料阀34为气动阀；所述料斗31 包括斗体和盖设在所述斗体上的斗盖，所述电机固设在上所述斗盖上，所述混料螺杆32通过转杆与所述电机连接，所述转杆上设有用于搅拌原料的搅拌叶；由此，通过搅拌叶对原料进行初次搅拌，再通过混料螺杆32对原料进行第二次搅拌，使原料能混合均匀，同时混料螺杆32 还能输送原料，生产效率高；此外，出料阀34的设置，使原料能间隔出料，避免后续压制工序时相邻的第一石墨单极板之间出现干涉，保证成品率。
示例性的，所述第一辊压机构4包括相对转动的第一上压辊轮41和第一下压辊轮42，所述第一上压辊轮41和所述第一下压辊轮42均与第一输送带1相切；所述第二辊压机构7包括相对转动的第二上压辊轮71 和第二下压辊轮72，所述第二上压辊轮71和所述第二下压辊轮72均与第二输送带2相切；其中，所述第一上压辊轮41包括压辊轴和多个均布在所述压辊轴周向的，所述第一上压辊轮41、第一下压辊轮42、第二上压辊轮71和第二下压辊轮72的结构均相同；由此，压辊轮转动一周能压制成多个石墨单极板，生产效率高，实现无间断生产，且若其中一个模具9损坏时，在新的模具9拿到前能通过调节出料阀34的开关间隔时间，继续进行石墨单极板生产，无需将整个生产线停止，生产效率高。
示例性的，所述粘接机构包括粘接平台12、用于在所述第一石墨单极板或所述第二石墨单极板上点胶的粘胶机10和用于将所述第一石墨单极板和所述第二石墨单极板拿取至所述粘接平台12上并使两者粘接的机械手11，所述粘胶机10至少设有一个，所述粘胶机优选为点胶机或丝印机；还需说明的是，所述粘胶机10设有一个，所述机械手11 位于所述第一输送带1的末端和所述第二输送带2的末端，所述粘胶机 10通过旋转电机设置在所述粘接平台12上，所述机械手11将石墨单极板运输至粘接平台上，所述机械手11包括旋转气缸、升降气缸、机械臂、真空吸盘、机架、真空泵和控制器，所述旋转气缸的固定端固设在所述机架上，所述旋转气缸的输出端通过转盘与所述升降气缸的固定端连接，所述升降气缸的输出端与所述机械臂的一端连接，并驱动所述机械臂上下移动，所述机械臂的另一端与所述真空吸盘连接，所述真空吸盘和所述真空泵连接，所述真空泵设置在所述转盘上，所述第一输送带1的末端和第二输送带2的末端均设有用于感应石墨单极板是否运输到其末端的光电传感器，所述控制器分别与所述旋转气缸、升降气缸、真空泵和光电传感器电连接；所述粘接平台12包括固定座和限位槽，所述限位槽内设有用于加热固化石墨双极板的加热板，所述限位槽与所述第一石墨单极板和所述第二石墨单极板形状匹配；由此，当成品第一石墨单极板运输至第一输送带1的末端或成品第二石墨单极板运输至第二输送带2的末端时，光电传感器检测到石墨单极板并将信号传输至控制器，控制器控制旋转气缸工作，驱动机械手11旋转直至真空吸盘位于石墨单极板的上方，再控制真空吸盘吸取第一石墨单极板，控制旋转气缸工作驱动机械臂旋转直至石墨单极板位于限位槽的上方，控制升降气缸的推杆收缩直至第一石墨单极板放置在限位槽内，控制真空吸盘松开，然后，控制器控制旋转电机转动使粘胶机 10向第一石墨单极板的上表面点涂胶水，点涂完毕后控制器控制旋转电机转动使粘胶机10远离限位槽，避免机械手与粘胶机10发生干涉，接着同上述操作，通过机械臂吸取第二石墨单极板并将其放置在限位槽内，控制器控制升降气缸的推杆收缩使第二石墨单极板与第一石墨单极板粘接，从而形成石墨双极板；此外，还能先在限位槽内放置第二石墨单极板再放置第一石墨单极板；由此，实现石墨单极板自动粘接形成石墨双极板，安全性高，生产效率高；在另一实施例中，所述粘胶机10设有两个且分别位于所述第一输送带1的末端和所述第二输送带2的末端，所述粘胶机10的点胶口位于输送带的上方。
还需说明的是，所述粘接机构还包括用于施加压力使所述第一石墨单极板和所述第二石墨单极板粘接紧密的压力机，所述压力机设置在所述粘接平台12上；由此，通过压力机将第一石墨单极板和第二石墨单极板粘接，石墨双极板粘接更稳固，成品质量高。
本发明基于上述用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置，还提供了一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法，包括如下步骤：步骤一、混合原料，将柔性石墨粉、碳纤和树脂粉分别投入第一混料机构3内混合，并将混合均匀后的原料运输至第一输送带1上；同时，将柔性石墨粉、碳纤和树脂粉分别投入第二混料机构6内混合，并将混合均匀后的原料运输至第二输送带2上；步骤二、将原料原料压制成石墨单极板，第一输送带1将原料运输至第一辊压机构4，第一辊压机构4 将原料压制成第一石墨单极板；同时，第二输送带2将原料运输至第二辊压机构7，第二辊压机构7将原料压制成第二石墨单极板；步骤三、固化石墨单极板，第一输送带1将第一石墨单极板运输至第一隧道式加热炉5，第一隧道式加热炉5对第一石墨单极板进行固化；同时，第一输送带1将第一石墨单极板运输至第一隧道式加热炉5，第一隧道式加热炉5对第一石墨单极板进行固化；步骤四、将两个石墨单极板粘接形成石墨双极板，粘接机构将胶水点涂在第一石墨单极板或第二石墨单极板，并将第一石墨单极板和第二石墨单极板叠放，使第一石墨单极板和第二石墨单极板粘接，从而形成石墨双极板；其中，所述柔性石墨粉占总原料重量的百分比为60－90％，所述碳纤占总原料重量的百分比为2％－5％，所述树脂粉占总原料重量的百分比为20－35％。
在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置，其特征在于，包括第一输送带和第二输送带，所述第一输送带沿其输送方向依次设有用于将原料混合均匀并输送至第一输送带的第一混料机构、用于将第一输送带上的原料压制成第一石墨单极板的第一辊压机构和用于对第一石墨单极板进行固化的第一隧道式加热炉；所述第二输送带沿其输送方向依次设有用于将原料混合均匀并输送至第二输送带的第二混料机构、用于将第二输送带上的原料压制成第二石墨单极板的第二辊压机构和用于对第二石墨单极板进行固化的第二隧道式加热炉；所述第一石墨单极板和所述第二石墨单极板结构和尺寸均相同，连续辊压成型装置还包括用于将所述第一石墨单极板与所述第二石墨单极板粘接形成石墨双极板的粘接机构。
2.如权利要求1所述的用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置，其特征在于，所述第一混料机构包括料斗、混料螺杆、混料管和电机，所述料斗的出料口与所述混料管的入料口连通，所述混料螺杆设置在所述混料管内，所述电机的固定端与所述料斗连接，所述电机的输出端与所述混料螺杆连接，所述混料管的出料口处设有出料阀；
所述第一混料机构和所述第二混料机构结构相同，且所述第一混料机构位于第一输送带的上方，所述第二混料机构位于第二输送带的上方。
3.如权利要求1所述的用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置，其特征在于，所述第一辊压机构包括相对转动的第一上压辊轮和第一下压辊轮，所述第一上压辊轮和所述第一下压辊轮呈上下相对设置，所述第一输送带设置在所述第一上压辊轮和所述第一下压辊轮之间；所述第二辊压机构包括相对转动的第二上压辊轮和第二下压辊轮，所述第二上压辊轮和所述第二下压辊轮均与第二输送带相切。
4.如权利要求3所述的用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置，其特征在于，所述第一上压辊轮包括压辊轴和多个均布在所述压辊轴周向的模具，所述第一上压辊轮、第一下压辊轮、第二上压辊轮和第二下压辊轮的结构均相同。
5.如权利要求1所述的用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置，其特征在于，所述粘接机构包括用于在所述第一石墨单极板或所述第二石墨单极板上涂胶的粘胶机和用于将所述第一石墨单极板和所述第二石墨单极板拿取至所述粘接平台上并使两者粘接的机械手，所述粘胶机至少设有一个。
6.如权利要求1所述的用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置，其特征在于，所述粘胶机为点胶机或丝印机。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置的一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、混合原料，将柔性石墨粉、碳纤和树脂粉分别投入第一混料机构内混合，并将混合均匀后的原料运输至第一输送带上；同时，将柔性石墨粉、碳纤和树脂粉分别投入第二混料机构内混合，并将混合均匀后的原料运输至第二输送带上；
步骤二、将原料原料压制成石墨单极板，第一输送带将原料运输至第一辊压机构，第一辊压机构将原料压制成第一石墨单极板；同时，第二输送带将原料运输至第二辊压机构，第二辊压机构将原料压制成第二石墨单极板；
步骤三、固化石墨单极板，第一输送带将第一石墨单极板运输至第一隧道式加热炉，第一隧道式加热炉对第一石墨单极板进行固化；同时，第一输送带将第一石墨单极板运输至第一隧道式加热炉，第一隧道式加热炉对第一石墨单极板进行固化；
步骤四、将两个石墨单极板粘接形成石墨双极板，粘接机构将胶水涂在第一石墨单极板或第二石墨单极板，并将第一石墨单极板和第二石墨单极板叠放，使第一石墨单极板和第二石墨单极板粘接，再加热固化，从而形成石墨双极板。
8.如权利要求7所述的用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法，其特征在于，所述柔性石墨粉占总原料重量的百分比为60－90％。
9.如权利要求7所述的用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法，其特征在于，所述碳纤占总原料重量的百分比为2％－5％。
10.如权利要求7所述的用于制作石墨双极板的连续辊压成型方法，其特征在于，所述树脂粉占总原料重量的百分比为20－35％。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023236235A1 (zh) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | 深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司 | 一种燃料电池复合极板及其制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020179230A1 (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-05 | Mercuri Robert Angelo | Assembling bipolar plates |
| US20070125493A1 (en) * | 2005-12-05 | 2007-06-07 | Jang Bor Z | Method for producing highly conductive sheet molding compound, fuel cell flow field plate, and bipolar plate |
| US20070154771A1 (en) * | 2006-01-04 | 2007-07-05 | Jang Bor Z | Highly conductive composites for fuel cell flow field plates and bipolar plates |
| CN101005137A (zh) * | 2006-01-18 | 2007-07-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种质子交换膜燃料电池用双极板的制作工艺 |
| US20090151847A1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-18 | Aruna Zhamu | Process for producing laminated exfoliated graphite composite-metal compositions for fuel cell bipolar plate applications |
| CN102208659A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-10-05 | 同济大学 | 一种燃料电池用双极板的制造工艺及设备 |
| CN106876723A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-20 | 上海神力科技有限公司 | 一种燃料电池用柔性石墨板单电池的连续生产方法 |
| CN108321400A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-24 | 上海神力科技有限公司 | 燃料电池模压双极板成对生产方法 |
| CN108461768A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-08-28 | 广东国鸿氢能科技有限公司 | 一种燃料电池双极板模压去废料装置及方法 |
| CN213483780U (zh) * | 2020-09-17 | 2021-06-18 | 广东国鸿氢能科技有限公司 | 一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置 |
-
2020
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020179230A1 (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-05 | Mercuri Robert Angelo | Assembling bipolar plates |
| US20070125493A1 (en) * | 2005-12-05 | 2007-06-07 | Jang Bor Z | Method for producing highly conductive sheet molding compound, fuel cell flow field plate, and bipolar plate |
| US20070154771A1 (en) * | 2006-01-04 | 2007-07-05 | Jang Bor Z | Highly conductive composites for fuel cell flow field plates and bipolar plates |
| CN101005137A (zh) * | 2006-01-18 | 2007-07-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种质子交换膜燃料电池用双极板的制作工艺 |
| US20090151847A1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-18 | Aruna Zhamu | Process for producing laminated exfoliated graphite composite-metal compositions for fuel cell bipolar plate applications |
| CN102208659A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-10-05 | 同济大学 | 一种燃料电池用双极板的制造工艺及设备 |
| CN106876723A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-20 | 上海神力科技有限公司 | 一种燃料电池用柔性石墨板单电池的连续生产方法 |
| CN108321400A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-24 | 上海神力科技有限公司 | 燃料电池模压双极板成对生产方法 |
| CN108461768A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-08-28 | 广东国鸿氢能科技有限公司 | 一种燃料电池双极板模压去废料装置及方法 |
| CN213483780U (zh) * | 2020-09-17 | 2021-06-18 | 广东国鸿氢能科技有限公司 | 一种用于制作石墨双极板的连续辊压成型装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023236235A1 (zh) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | 深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司 | 一种燃料电池复合极板及其制备方法 |
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