CN112993277B - 用于石墨电极的挡板及包括该挡板的浸渍装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于石墨电极的挡板，所述挡板包括：框架，所述框架包括多个相互连接的横向架和纵向架，并且所述横向架和所述纵向架上设置有多个开槽；以及支撑架，所述支撑架连接在两个所述横向架或两个所述纵向架之间，并且所述支撑架相对于与其连接的所述横向架或所述纵向架倾斜。通过本发明的挡板不但可以减少结晶的产生，而且可以改善柔性石墨电极的平整度。

Description

用于石墨电极的挡板及包括该挡板的浸渍装置

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及用于石墨电极的挡板及包括该挡板的浸渍装置。

背景技术

燃料电池模压石墨电极生产工艺是解决目前燃料电池量产问题的关键工艺技术，目前燃料电池电极生产工艺包括金属电极，雕刻石墨电极，以及柔性石墨电极模压技术，石墨电极寿命超过10000h，金属电极寿命一般在5000h以内，但是通过雕刻工艺加工石墨电极成本较高，主要在机加工成本上，模压浸渍工艺可以有效降低成本，是石墨电极批量生产的关键技术。

柔性石墨电极浸渍前硬度较低，且容易在浸渍固化过程中在接触部位产生结晶，夹紧可以解决其随固化的水流扰动产生的变形问题，但是，夹紧会导致接触面内部析出的浸渍剂无法有效清洗掉。

现有方案主要是用1-2mm直径的316不锈钢圆管焊接成框架，如图1a和图1b所示，间距为5mm，距离过小会产生插装困难，该距离下固化后石墨电极会产生一定的翘曲。

插装过程中柔性石墨电极会与金属产生触碰，缩小挡板间距会造成插装困难，增加报废率和时间成本，同时如果挡板与石墨之间存在压力，柔性石墨电极内部析出的浸渍剂会在接触部分产生结晶残留，这一点可以通过增大挡板间距解决，但是增加挡板间距会造成石墨电极固化过程中随水流冲击产生翘曲。

因此，现有的金属框架间隔较大会导致浸渍固化过程中容易出现柔性石墨电极平整度降低现象，但金属框架间距不足容易产生压紧位置处柔性石墨电极内部析出的结晶会在接触位置积聚产生结晶，且插装柔性石墨电极困难，容易碰伤，生产效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用于石墨电极的挡板，该挡板不但能够解决柔性石墨电极浸渍固化过程中内部析出浸渍剂在石墨电极表面与挡板接触过紧导致的结晶残留问题，而且解决了因金属框架间距较大导致的柔性石墨电极变形问题。

为了实现上述目的，本申请提供一种用于石墨电极的挡板，所述挡板包括：框架，所述框架包括多个相互连接的横向架和纵向架，并且所述横向架和所述纵向架上设置有多个开槽；以及支撑架，所述支撑架连接在两个所述横向架或两个所述纵向架之间，并且所述支撑架相对于与其连接的所述横向架或所述纵向架倾斜。

进一步地，所述横向架和所述纵向架的上表面和下表面上设置有所述开槽。

进一步地，所述横向架在所述上表面的所述开槽与所述横向架在所述下表面的所述开槽的位置相互错开。

进一步地，所述纵向架在所述上表面的所述开槽与所述纵向架在所述下表面的所述开槽的位置相互错开。

进一步地，所述支撑架沿着所述横向架或所述纵向架的长度方向均匀间隔开，并且所述支撑架上设置有多个开槽。

进一步地，所述支撑架的上表面和下表面上均设置有所述开槽。

进一步地，所述支撑架在所述上表面的所述开槽与所述支撑架在所述下表面的所述开槽的位置相互错开。

进一步地，所述支撑架与其连接的所述横向架呈一角度，所述角度范围在50°到70°之间。

进一步地，所述支撑架之间设置有间隙。

根据本申请的另一方面，还提供一种用于石墨电极的浸渍装置，该浸渍装置至少包括上述的挡板。

通过本发明的挡板不但可以减少结晶的产生，而且可以改善柔性石墨电极的平整度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a和图1b示出了现有技术中用于石墨电极的框架结构的主视图和侧视图；

图2至图4分别示出了根据本申请一优选实施例的用于石墨电极的挡板的主视图、俯视图和侧视图；

图5示出了在浸渍过程中使用本申请图1所示的用于石墨电极的挡板的结构示意图；

图6示意性示出了图5的部分侧视图，其中示出了根据本申请的挡板与石墨电极的位置关系；

图7示意性示出了图6中方框处的局部放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、框架；11、横向架；12、纵向架；20、支撑架；30、开槽；40、间隙；100、挡板；200、石墨电极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供一种用于石墨电极的挡板，所述挡板包括：框架，所述框架包括多个相互连接的横向架和纵向架，并且所述横向架和所述纵向架上设置有多个开槽；以及支撑架，所述支撑架连接在两个所述横向架或两个所述纵向架之间，并且所述支撑架相对于与其连接的所述横向架或所述纵向架倾斜。

根据本申请的挡板不但可以减少结晶的产生，而且可以改善柔性石墨电极的平整度。

图2至图4分别示出了根据本申请一优选实施例的用于石墨电极的挡板的主视图、俯视图和侧视图。

根据本申请，挡板100包括框架10和用于支撑框架10的支撑架20。框架10包括多个相互连接的横向架11和纵向架12。支撑架20连接设置在两个横向架11之间或者两个纵向架12之间，并且，支撑架20相对于与其连接的横向架11或纵向架12倾斜。

根据本申请的一优选实施例，如图2所示，该框架10设置成矩形，横向架11与纵向架12相互连接并相互垂直，并且，横向架11和纵向架12上设置有多个开槽30。支撑架20连接设置在两个横向架11之间用于支撑整个框架10，并且支撑架20相对于横向架11倾斜。当然，根据需要，支撑架20也可以连接在两个纵向架12之间，并且支撑架20相对于纵向架12倾斜设置。

根据本申请的实施例，横向架11和纵向架12以及支撑架20的厚度在5mm与10mm之间，该厚度可以保证足够强度支撑柔性石墨电极不会随固化鼓泡水流扰动导致其翘曲变形。当挡板100的厚度降低到5mm以下时，挡板100无法对石墨电极提供有效支撑，使得在浸渍过程中，石墨电极会随清洗固化工艺鼓泡产生的水流摆动，从而造成固化后翘曲，而挡板100的厚度超过10mm，不但成本升高，而且会限制挡板100的产量，并且造成空间的浪费。

本申请的挡板100可以通过对PP板材料进行机加工而成，PP材料结构稳定，对浸渍剂无明显污染。

如图2、图3和图4所示，横向架11和纵向架12的上表面和下表面上均设置有开槽30。优选地，两个横向架11上表面上设置的开槽30沿着前后方向(即，沿着纵向架12的长度方向)相互错开，并且两个横向架11下表面上设置的开槽30沿着该前后方向也相互错开。

根据本申请的优选实施例，如图3所示，横向架11上表面的开槽30与横向架11下表面上的开槽30位置相互错开，即，横向架11上表面的开槽30与下表面上的开槽30的位置在横向架11的厚度方向(即，图3所示的上下方向)相互错开。

根据本申请的优选实施例，如图4所示，纵向架12上表面的开槽30与纵向架12下表面上的开槽30位置相互错开，即，纵向架12上表面的开槽30与下表面上的开槽30的位置在纵向架12的厚度方向(即，图4所示的左右方向)相互错开。

再返回图2，根据本申请的优选实施例，支撑架20沿着横向架11的长度方向均匀间隔开，并且，支撑架20上设置有多个开槽30。根据本申请的优选实施例，支撑架20的上表面和下表面均设置有多个开槽30，并且，优选地，支撑架20上表面上的开槽30与下表面上的开槽30的位置相互错开。

如图所示，支撑架20相对于横向架11倾斜，并且，支撑架20与横向架11呈一角度a，该角度a范围在50°到70°之间，优选地，支撑架20与横向架11呈60°的角度。

如图2所示，支撑架20与支撑架20之间设置有间隙40，以便于浸渍过程中水流通过。

并且，根据需要，框架10上以及支撑架20上的开槽30在水平方向(即，图2中横向架11的长度方向)的厚度约为5mm和在竖直方向(横向架11的厚度方向)上的厚度约为10mm。

本申请中，框架上和支撑架上开槽的设置以及支撑架与支撑架之间设置的间隙，使得在燃料电池柔性石墨电极的浸渍工艺中，在固定柔性石墨电极的同时，不但能保证洗净表面析出的结晶，而且能在一定程度上支撑柔性石墨电极不产生翘曲。

下面简单描述如何通过本申请的挡板对石墨电极进行浸渍工艺。

图5示出了根据本申请一实施例的使用本申请的挡板100叠置而成的浸渍装置。如图所示，挡板100相互交错叠置，石墨电极200设置在相邻的两个挡板100之间。

如图6和图7更具体地示出的，石墨电极200设置在两个根据本申请的挡板100之间。石墨电极200夹装在两个挡板之间时，石墨电极200与挡板100之间只接触，无压力作用，从而防止清洗固化过程中水流无法流过挡板100与石墨电极200接触的表面，造成浸渍剂结晶残留在接触位置，并且，能够防止石墨电极变形。挡板100上的开槽可以保证水平方向和竖直方向有循环水流过石墨电极200表面，水流的冲击力可以间断冲刷挡板与柔性石墨电极接触位置，带走表面不断析出的结晶，并且冲刷掉固化过程中析出的浸渍剂。

并且，如图5所示，本申请的挡板100为独立的片式结构，因此，可以防止原不锈钢格间隔过窄导致的插装困难的现象。

根据本申请的挡板，不但可以减少结晶的产生，而且，可以改善柔性石墨电极的平整度。此外，使用本申请的挡板进行浸渍工艺，不但能够控制石墨电极的变形，还能将石墨电极清洗干净。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于石墨电极的挡板，其特征在于，所述挡板包括：

框架(10)，所述框架(10)包括多个相互连接的横向架(11)和纵向架(12)，并且所述横向架(11)和所述纵向架(12)上设置有多个开槽(30)；以及

支撑架(20)，所述支撑架(20)连接在两个所述横向架(11)或两个所述纵向架(12)之间，并且所述支撑架(20)相对于与其连接的所述横向架(11)或所述纵向架(12)倾斜；

其中，所述横向架(11)和所述纵向架(12)的上表面和下表面上设置有所述开槽(30)；

其中，所述支撑架(20)沿着所述横向架(11)或所述纵向架(12)的长度方向均匀间隔开，并且所述支撑架(20)上设置有多个开槽(30)；

其中，所述横向架(11)和所述纵向架(12)以及所述支撑架(20)的厚度在5mm与10mm之间；

其中，所述挡板在石墨电极浸渍固化过程中与石墨电极之间只接触，无压力作用。

2.根据权利要求1所述的用于石墨电极的挡板，其特征在于，所述横向架(11)在所述上表面的所述开槽(30)与所述横向架(11)在所述下表面的所述开槽(30)的位置相互错开。

3.根据权利要求2所述的用于石墨电极的挡板，其特征在于，所述纵向架(12)在所述上表面的所述开槽(30)与所述纵向架(12)在所述下表面的所述开槽(30)的位置相互错开。

4.根据权利要求3所述的用于石墨电极的挡板，其特征在于，所述支撑架(20)的上表面和下表面上均设置有所述开槽(30)。

5.根据权利要求4所述的用于石墨电极的挡板，其特征在于，所述支撑架(20)在所述上表面的所述开槽(30)与所述支撑架(20)在所述下表面的所述开槽(30)的位置相互错开。

6.根据权利要求5所述的用于石墨电极的挡板，其特征在于，所述支撑架(20)与其连接的所述横向架(11)呈一角度，所述角度范围在50°到70°之间。

7.一种用于石墨电极的浸渍装置，其特征在于，所述浸渍装置包括根据权利要求1至6任一所述的挡板。

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