CN112310427A - 一种复合石墨双极板的制备系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合石墨双极板的制备系统，包括以下模块：以石墨矿为原料在高温下制膨胀石墨的膨胀石墨制备模块；第一混合模块；第二混合模块；压制低密度预制板模块；模压模块；真空浸渍模块；丝网粘合模块。本发明还公开了一种复合石墨双极板。本发明采用模压成型工艺，更适于批量生产，缩短加工周期、降低生产成本；复合石墨双极板的导电性、密度、气密性、机械轻度、耐腐蚀性等各种性能指标优异。

Description

一种复合石墨双极板的制备系统
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种复合石墨双极板的制备系统。
背景技术
氢燃料电池是一种质子交换膜燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池是由双极板及膜电极组成。一个单电池电压一般在0.3～1.0V,这个电压很低，所以在实际应用中，是将几十几百个单电池串联一起使用。其中，双极板的作用主要包括：提供相邻单电池之间的电流通路，反应气的分配通道，冷却通道，分隔供给单电池的燃料、冷却剂(水)和氧化剂，分隔相邻电池的燃料气和氧化气，提供电池堆结构稳定所必须的机械强度等。
因此，要求双极板具有良好的导电性，对气体和冷却剂具有不渗透性，并且还要求对于燃料、氧化剂、电解膜具有抗腐蚀性，双极板材质需要有一定的机械强度、抗弯强度等。
现有技术中，双极板的材料多采用春柔性石墨板、金属板或者复合石墨板。金属双极板具有导电导热性高、机械强度高、阻气性强和易加工等优点，但须解决其易受腐蚀的问题。纯柔性石墨双极板厚度较金属板薄，重量轻、耐腐蚀、材料成本及制备成本低，但由于石墨板材脆、易碎、机械强度不足，在转运过程中保护要求高。现有复合石墨板由导电填料、聚合物构成，导电填料一般为天然石墨、人造石墨、膨胀石墨等，膨胀石墨具有柔性、易加工及气密性等优点，但纯膨胀石墨板的强度和气密性不能满足相应要求，需加入树脂来提高机械强度、气密性；双极板的高导电要求需要提高其石墨含量，而气密性和机械强度的要求又需要提高其树脂含量，使得石墨和树脂的比例互为矛盾。目前双极板的制作都是通过手工操作完成，无法实现制作过程的自动化或者半自动化。由于采用手工机加工操作，无法实现规模化生产，效率低，劳动强度大，大大增加了制备过程中的人力成本；而整个工艺过程对操作工的操作技能要求高，在整个制作过程中，产品质量的一致性无法得到有效的保障。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种复合石墨双极板的制备系统，包括以下模块：
膨胀石墨制备模块：以石墨矿为原料，在高于1000℃的高温下制得150～350ml/g的膨胀石墨；
第一混合模块：将树脂与辅助导电填料混合，制得第一混合物，
其中，所述树脂为热固性树脂，是以下任意一种或者其组合：环氧树脂、聚丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂以及氟碳树脂；所述辅助导电填料是以下任意一种或者其组合：碳纤维、碳微球、碳纳米管、石墨烯以及炭黑；
第二混合模块：将所述膨胀石墨与所述第一混合物干混，得到第二混合物；
压制低密度预制板模块：将所述第二混合物压制成预设厚度和形状的低密度预制板；其中，用于所述模压过程的模压机的槽部的拔模角度范围为15°至18°，所述槽部的深度范围为0.4～0.8mm；所述槽部的宽度与脊部的宽度比为0.75：1～1：1；
模压模块：将所述低密度预制板输送至模压机模具内，经过加压施力后，所述低密度预制板的厚度被压缩至设定值，同时在上表面或上下表面压制出所需的流场，此时制出半成品单极板，所述半成品单极板包括氢气流场单极板和氧气流场单极板；
真空浸渍模块：对所述单极板进行加热，再将其放入浸渍装置中抽真空，再添加浸渍剂至完全淹没单极板，进行加压，浸渍预设值的时间；
丝网粘合模块：将所述单极板用丝网印刷技术涂敷树脂粘合剂，加热模压，所述氢气流场单极板和氧气流场单极板粘合为双极板，停止加压，将所述双极板进行加热固化，使粘合剂固化，再进行保温，得到复合石墨双极板。
在另一优选例中，在第一模块中，将60～65wt％所述树脂与35～40wt％所述辅助导电填料混合。
在另一优选例中，第二混合模块中，所述膨胀石墨的含量为50～70wt％。
在另一优选例中，在所述第二混合模块中，还包括混合针状矿石粉模块；
将所述第二混合模块后再加入5～10wt％的针状矿石粉。
在另一优选例中，所述低密度预制板的厚度为2～10mm，密度为0.1～2g/cm3。
在另一优选例中，所述模压工艺的成型压力、成型温度这两者的范围分别为8MPa～50MPa、120℃～180℃。
在另一优选例中，经过所述模压工艺后所得的单极板的厚度为0.3～2mm，密度在1.5～5g/cm3。
在另一优选例中，所述浸渍剂选用热固性树脂溶液，采用酚醛5wt％、乙醇95wt％混合形成的混合液，或者聚酰亚胺树脂溶液，所述真空浸渍模块中抽真空2～3次。
根据本发明的另一方面，提供一种复合石墨双极板，所述复合石墨双极板是通过根据本发明提供的复合石墨双极板制备系统制得的。
在另一优选例中，所述复合石墨双极板具有以下任一种流场：蛇形流场、平行流场、多路蛇形流场、交指型流场、网状流场以及螺旋蛇形流场。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1是根据本发明的一种复合石墨双极板的制备系统的示意图。
具体实施方式
本申请提供了一种复合石墨双极板的制备系统。本申请的系统包括如下模块：①膨胀石墨制备模块：从石墨矿制得膨胀石墨；②第一混合模块：将已选择的树脂和辅助导电填料混合，制得树脂和辅助导电填料混合物，记为第一混合物；③第二混合模块：将已制得的膨胀石墨与树脂和辅助导电填料混合物采用干混的方式均匀混合，记为第二混合物；④将该第二混合物压制成低密度预制板；⑤将该低密度预制板通过模具模压成带有流场的单极板，其中所述单极板包括氢气流场单极板和氧气流场单极板；⑥将所述单极板进行真空浸渍；⑦将所述氢气流场单极板与氧气流场单极板采用丝网印刷通过粘合剂(以模压方式)粘合，加热固化后保温，制得成品复合石墨双极板。根据本发明制得的复合石墨双极板采用模压成型工艺，更适于批量生产；可模压的复合石墨双极板有望达到导电性、密度、气密性、机械轻度、耐腐蚀性等各种性能指标，并缩短加工周期、降低生产成本。
根据本发明的柔性石墨双极板至少具有以下技术效果：
模压工艺使得双极板流场在模压过程中直接获得，降低了生产成本，易于批量生产，有效提高产品的一致性。
采用膨胀石墨作为双极板基底，膨胀石墨在具备天然石墨优良耐蚀性与导电导热性的同时，由于其体积急剧膨胀和压缩后易形成致密的层状结构，膨胀石墨还具有易于成型、高阻气率和不易粉化、不易溶出金属离子等优点。
树脂的加入给予双极板良好的气密性，有效降低双极板的渗透率。
辅助导电填料的加入提高了双极板的电导率和机械强度，解决了高石墨含量、低机械强度和高树脂含量、低电导率的矛盾。
复合石墨双极板采用膨胀石墨、树脂与导电填料混合，起到增强抗弯强度和气密性的作用。用于复合石墨双极板的树脂应当具备较好的流动性，模压过程中，树脂能再较低的压力下迅速填充到膨胀石墨的空袭中，与膨胀石墨充分且均匀地混合。
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
部分概念的说明：
双极板
双极板是燃料电池关键部件之一，主要作用是分配反应气体、排除反应产物水，收集并传导电流，支撑膜电极，散出反应生成的热量。双极板主要分为石墨双极板和金属双极板。石墨双极板包括硬石墨板和柔性石墨板，硬石墨板的应用在启程上的应用受到一定的限制，柔性石墨板是应用的一个方向，柔性石墨板以膨胀石墨为主要材料，经过压制和注胶制成。膨胀石墨板为蓬松的多孔状态，在双极板面内的石墨的片层结构具有较高的电导率，在垂直于双极板平面方向，由于蓬松结构，电阻较高，会影响燃料电池的电子传导。理想双极板应具备电、热的良导体，良好的机械性能，很好的阻气性能，较低密度，耐腐蚀性好等特点。双极板一般是由极板和流场组成的。在常见的PEMFC中，流场与极板可以是一体的，也可以是分体的。
膨胀石墨
膨胀石墨又称柔性石墨或者蠕虫石墨，是一种新型的碳材料。膨胀石墨具有比表面积大、表面活性高、化学稳定性好及耐高温等诸多优点。膨胀石墨常用的制备过程是以天然鳞片石墨为材料，先经氧化过程生成可膨胀石墨，再经膨化处理成为膨胀石墨。膨胀石墨材料遇高温可瞬间体积膨胀150～300倍，由片状变为蠕虫状，从而结构松散，多孔而弯曲，表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强，蠕虫状石墨之间可自行嵌合，从而使材料具有阻燃、密封、吸附等功能，在生活、军事、环保、化工等领域有着广泛的应用。
粘合剂
粘合剂树脂不仅起到将复合材料中的其它固体颗粒粘合到一起的作用，还会影响到双极板的强度、电性能以及使用的稳定性，同时也是影响成型工艺的重要因素。作为双极板的粘合剂树脂，不仅要求提高双极板的导电性，同时要具有适宜的成型温度和成型压力，具有优良的耐酸、耐碱性。作为本发明复合材料的粘合剂树脂为热固性树脂。制备本发明的双极板复合材料中使用的粘合剂的用量占复合材料重量的8％～25％，优选为15％～20％。
浸渍
当柔性石墨板密度很低时，板材内部存在着大量的半封闭孔洞，甚至存在一些很大的空洞。当成型压力达到100MPa时，柔性石墨板密度可达1.5g/cm3甚至更高，利用扫面电镜可观察到表面结构和揭开后的层状结构，发现其表面比较平滑，只有很小的缝隙，半封闭孔明显减少，气密性得到明显改善。
下面概要说明本发明实施方式的部分创新点：
在膨胀石墨中加入树脂和辅助导电填料，原料经过干混后压制成低密度预制板，经过模压生成具有流道的半成品单极板，半成品单极板经过真空浸渍后，再采用丝网印刷粘合为双极板。树脂的加入给予双极板良好的气密性，有效降低双极板的渗透率。辅助导电填料的加入提高了双极板的电导率和机械强度，解决了高石墨含量、低机械强度和高树脂含量、低电导率的矛盾。
膨胀石墨制备
取石墨矿原料，在高于1000℃的高温炉中瞬间膨胀，至膨胀容积达到150～350ml/g。
树脂与辅助导电填料的选型与添加
复合双极板采用树脂与辅助导电填料混合，起到增强抗弯强度和气密性的作用。
树脂含量对双极板的气密性、透气率、电导率、抗弯强度都有着直接影响。
本发明中，使树脂的含量占第一混合物的69～65wt％。本发明中所采用的树脂为热固型树脂，例如但不局限于环氧树脂、聚丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、氟碳树脂等；树脂粉末的直径为50～80μm之间。
在复合材料中加入辅助导电填料，使得复合材料在保证树脂含量的同时得以满足气密性和机械强度指标。常见辅助填料包括：
碳纤维
碳纤维具有以下优点：密度小、导电性、力学性能、化学稳定性好。
碳微球
中间相碳微球(MCMB)是一种有机高分子，尺寸一般为1～100μm。具有良好的导电、导热、化学稳定性，易与膨胀石墨混合。酚醛树脂/MCMB/石墨/碳纤维复合双极板制备成本低、效率高，弯曲强度大于30Mpa,体积电阻率小于50X10-6Ω·m，用该双极板组装的但电池发电60h试验表明，能满足燃料电池的工作条件和性能需求。
碳纳米管
碳纳米管(CNT)是一种一维量子材料，可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，具有优异的力学性能和导电、导热性，可用以提高双极板的机械强度和电导率。
石墨烯
石墨烯是一种碳原子之间呈六角环形的片状体，是一层碳原子构成的一个二维空间无限延伸的基面。石墨烯具有较高的强度、比表面积和较好的热稳定性，且成本低有碳纳米管。研究表明，将石墨烯加入到石墨复合双极板中可以降低成本、有效地提高双极板的电导率和机械强度。
炭黑
炭黑(CB)具有导电性持久稳定、价格低廉、资源丰富等优点。在材料中加入炭黑可以有效地提高导电率。随着炭黑量的增加，粒子间距减小，当接近或成接触状态后，形成大量导电网络通道，使材料的电阻降低，导电性能提高。相比较其他填充物，炭黑对双极板电导率影响最为显著。
压制低密度预制板
在现制膨胀石墨、树脂、辅助导电填料的混合物复合材料中继续均匀混合针状矿石粉，其比例为7～10wt％，将混有针状矿石粉的膨胀石墨复合材料进行模压或辊压，制成0.15～2.0g/cm3的低密度预制板。板材厚度按照双极板的要求确定。
模压
模压机上安装柔性单极板成形模具，将低密度预制板输送至接近模压机的位置后，低密度预制板被送进柔性单极板成形模具内。用于模压过程的模压机具有槽与脊结构，其中，所述槽的拔模角度θ范围为15°～18°，槽深度h范围为0.4～0.8mm；所述槽与脊的宽度比为0.75：1～1：1。模压机启动。模压成型压力为8MPa～50MPa，优选成型压力为12MPa～20Mpa，成型温度120℃～180℃，优选成型温度为130℃～140℃。经过加压施力后，低密度预制板的厚度被压缩至设定值，同时在低密度预制板的上表面或上下表面压制出所需的流场，此时制出半成品单极板。根据氢气流场或氧气流场单机板的需求，流畅形式可以是：蛇形流场、平行流场、多路蛇形流场、交指型流场、网状流场、螺旋蛇形流场。
真空浸渍
先对单极板进行加热，再将其放入浸渍装置中，抽真空至-0.07MPa～～0.1MPa，再添加浸渍剂至完全淹没单极板，再对浸渍罐进行加压，浸渍时间为12小时～24小时。
浸渍剂选用热固性树脂溶液，通常采用采用酚醛5wt％、乙醇95wt％混合形成的混合液，或者聚酰亚胺树脂溶液。此过程中，反复抽真空2～3次，保证浸渍过程的真空度小于1大气压。
丝印粘合
成品单极板进行涂胶处理。用丝网印刷技术涂敷树脂粘合剂，将涂敷了树脂粘结剂的单极板放置到粘合工装内，加热模压。启动压力机压力达到设定值后，停止加压，此时一件半成品双极板制作完成，然后流转至高温固化。
将涂好胶的成品单极板放置在极板粘合工装内，粘合好的双极板流入温控装置内，加热温度为135℃±5℃，使粘合剂固化，再进行保温，保温时间达到设定值后，开启温控装置密闭门，成品输送装置将成品双极板输送出温控装置，即得到最终产品柔性石墨双极板。
为了能够更好地理解本发明的技术方案，下面结合一个具体的例子来进行说明，该例子中罗列的细节主要是为了便于理解，不作为对本发明保护范围的限制。
实施例1、
1)取2000g石墨矿原料，在1050℃的高温炉中瞬间膨胀，至膨胀容积达到180ml/g，膨胀倍数为270倍。利用石墨整形机对其进行整形处理，整形时间10～15min，经整形后的膨胀石墨，长径减少40～50％。
2)将研磨筛分过后的满足粒径需求的酚醛树脂粉末60wt％与炭黑/碳纤维40wt％进行干混，混合均匀，制得第一混合物。
3)将把适当比例均匀混合第一混合物与现制的膨胀石墨进行比例混合，其中，膨胀石墨50wt％；用混料仪进行混合混合时间10～30min，制得第二混合物。
4)在混合好的膨胀石墨、酚醛树脂、炭黑/碳纤维的混合物种继续添加8wt％的针状矿石粉，本例中采用方解石粉，平均粒度为8目，送入模压机预压。预压时应模压机下压的距离与下压时间，即下压速度的控制在1～4mm/min内。当达到压制厚度后进行保压，保压时间是10～20min,保压压强为10MPa～30MPa。通过模压压制成厚度为5mm的低密度预制板，密度为0.18g/cm3。
5)制得的低密度预压板已具备一定的外形和强度，将之输送至模压机中，用带有流场与密封槽部的特定形状的模具进行模压。该模压机由具备槽部与脊部结构的动模和光面定模组成，其中动模上各个槽部的拔模角度θ为18°，槽部深度h为0.4mm；槽部与脊部的宽度比为1～1；动模与定模包围的模腔内侧涂布脱模剂。模压压力为18MPa，温度为180℃。模腔中的预压板在压力和温度的作用下体积被压缩至原来的20％左右，并得到与模具外形相对应的流场结构；与此同时，其中的树脂快速熔化并与膨胀石墨的蠕虫结构紧密结合。所得的单极板的厚度为0.9mm，密度在1.5g/cm3左右。
6)将单极板放入盛有浸渍树脂溶液的浸渍罐，抽真空至-0.07MPa～-0.1Mpa。添加浸渍树脂溶液完全淹没单极板。本实施例中，浸渍树脂溶液选用热固性树脂采用环氧树脂1wt％、乙醇99wt％混合形成的混合液。再对浸渍罐进行加压10Mpa，浸渍时间为18～24小时。在此过程中，反复抽真空2～3次，保证浸胶过程的真空度小于1大气压。
浸渍后的单极板取出漂洗，在95℃的烘干温度下烘4小时。
7)用丝网印刷技术涂敷树脂粘合剂，将涂敷了树脂粘合剂的的空气单极板和氢气单极板放置在极板粘合工装内，启动模压机，设定压力5MPa～10MPa。停止加压。
粘合好的双极板进入温控隧道炉内，进行粘合剂加速固化处理，加热温度为135℃，使粘合剂固化，进行保温2h，开启隧道炉密闭门，成品输送装置将成品双极板输送出隧道炉，即得到最终产品柔性石墨双极板。
经试验测得，模压的含炭黑/碳纤维的膨胀石墨/酚醛树脂复合双极板的密度1.85g/cm3,电导率高达到300S/cm,抗弯强度195MPa，渗透率为1.4x 10-6cm3/(s·cm2)。而未添加炭黑/碳纤维时双极板抗弯强度低于59Mpa，可见炭黑/碳纤维的加入使双极板不但拥有了高导热导电性、还具备了高机械强度。
实施例2、
1)取2000g石墨矿原料，在1200℃的高温炉中瞬间膨胀，至膨胀容积达到200ml/g，膨胀倍数为300倍。利用石墨整形机对其进行整形处理，整形时间10～15min，经整形后的膨胀石墨，长径减少40～50％。
2)将研磨筛分过后的满足粒径需求的环氧树脂粉末(65wt％)与中间相碳微球(35wt％)进行干混，混合均匀，制成第一混合物。
3)将把适当比例均匀的第一混合物与现制的膨胀石墨进行比例混合，其中，膨胀石墨70wt％，用混料仪进行混合混合时间10～30min，制得第二混合物。
4)在混合好的膨胀石墨、酚醛树脂、炭黑/碳纤维的混合物种继续添加7wt％的针状矿石粉，本例中采用方解石粉，平均粒度为8目，送入模压机预压。预压时应模压机下压的距离与下压时间，即下压速度的控制在1～4mm/min内。当达到压制厚度后进行保压，保压时间是10～20min,保压压强为10MPa～30MPa。通过模压压制成厚度为7mm的低密度预制板，密度为0.12g/cm3。
5)制得的低密度预压板已具备一定的外形和强度，将之输送至模压机中，用带有流场与密封槽部的特定形状的模具进行模压。该模压机由具备槽部与脊部结构的动模和光面定模组成，其中动模上各个槽部的拔模角度θ为18°，槽部深度h为0.4mm；槽部与脊部的宽度比为1～1；动模与定模包围的模腔内侧涂布脱模剂。模压压力为18MPa，温度为180℃。模腔中的预压板在压力和温度的作用下体积被压缩至原来的15％左右，并得到与模具外形相对应的流场结构；与此同时，其中的树脂快速熔化并与膨胀石墨的蠕虫结构紧密结合。所得的双极板的厚度为1mm，密度在2g/cm3左右。
6)将单极板放入盛有浸渍树脂溶液的浸渍罐，抽真空至-0.07MPa～-0.1Mpa。添加浸渍树脂溶液完全淹没单极板。浸渍树脂溶液选用热酚醛5wt％、乙醇95wt％混合形成的混合液。再对浸渍罐进行加压10Mpa，浸渍时间为18～24小时。在此过程中，反复抽真空2～3次，保证浸胶过程的真空度小于1大气压。
浸渍后的单极板取出漂洗，在95℃的烘干温度下烘2小时。
7)用丝网印刷技术涂敷树脂粘合剂，将涂敷了树脂粘合剂的的氧气单极板和氢气单极板放置在极板粘合工装内，启动模压机，设定压力5MPa～10MPa。停止加压。
粘合好的双极板进入温控隧道炉内，进行粘合剂加速固化处理，加热温度为135℃，使粘合剂固化，进行保温2h，开启隧道炉密闭门，成品输送装置将成品双极板输送出隧道炉，即得到最终产品柔性石墨双极板。
经试验测得，模压的含碳微球的膨胀石墨/环氧树脂复合双极板电阻率小于50X10-6Ω-m,抗弯强度50MPa，渗透率2.1x 10-6cm3/(s·cm2)。
在本发明提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本发明的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，在阅读了本发明的上述公开内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种复合石墨双极板的制备系统，其特征在于，包括以下模块：
膨胀石墨制备模块：以石墨矿为原料，在高于1000℃的高温下制得150～350ml/g的膨胀石墨；
第一混合模块：将树脂与辅助导电填料混合，制得第一混合物，
其中，所述树脂为热固性树脂，是以下任意一种或者其组合：环氧树脂、聚丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂以及氟碳树脂；所述辅助导电填料是以下任意一种或者其组合：碳纤维、碳微球、碳纳米管、石墨烯以及炭黑；
第二混合模块：将所述膨胀石墨与所述第一混合物干混，得到第二混合物；
压制低密度预制板模块：将所述第二混合物压制成预设厚度和形状的低密度预制板；其中，用于所述模压过程的模压机的槽部的拔模角度范围为15°至18°，所述槽部的深度范围为0.4～0.8mm；所述槽部的宽度与脊部的宽度比为0.75：1～1：1；
模压模块：将所述低密度预制板输送至模压机模具内，经过加压施力后，所述低密度预制板的厚度被压缩至设定值，同时在上表面或上下表面压制出所需的流场，此时制出半成品单极板，所述半成品单极板包括氢气流场单极板和氧气流场单极板；
真空浸渍模块：对所述单极板进行加热，再将其放入浸渍装置中抽真空，再添加浸渍剂至完全淹没单极板，进行加压，浸渍预设值的时间；
丝网粘合模块：将所述单极板用丝网印刷技术涂敷树脂粘合剂，加热模压，所述氢气流场单极板和氧气流场单极板粘合为双极板，停止加压，将所述双极板进行加热固化，使粘合剂固化，再进行保温，得到复合石墨双极板。
2.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备系统，其特征在于，其中，在第一模块中，将60～65wt％所述树脂与35～40wt％所述辅助导电填料混合。
3.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备系统，其特征在于，第二混合模块中，所述膨胀石墨的含量为50～70wt％。
4.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备系统，其特征在于，在所述第二混合模块中，还包括混合针状矿石粉模块；
将所述第二混合模块后再加入5～10wt％的针状矿石粉。
5.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备系统，其特征在于，所述低密度预制板的厚度为2～10mm，密度为0.1～2g/cm3。
6.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备系统，其特征在于，所述模压工艺的成型压力、成型温度这两者的范围分别为8MPa～50MPa、120℃～180℃。
7.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备系统，其特征在于，经过所述模压工艺后所得的单极板的厚度为0.3～2mm，密度在1.5～5g/cm3。
8.如权利要求1所述的复合石墨双极板的制备系统，其特征在于，所述浸渍剂选用热固性树脂溶液，采用酚醛5wt％、乙醇95wt％混合形成的混合液，或者聚酰亚胺树脂溶液，所述真空浸渍模块中抽真空2～3次。
9.一种复合石墨双极板，其特征在于，所述复合石墨双极板是通过权利要求1至权利要求9所述的复合石墨双极板的制备系统制得的。
10.如权利要求9所述的复合石墨双极板，其特征在于，所述复合石墨双极板具有以下任一种流场：蛇形流场、平行流场、多路蛇形流场、交指型流场、网状流场以及螺旋蛇形流场。
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