CN115347208A - 一种石墨极板的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石墨极板的制备工艺，该石墨极板用于燃料电池的双极板，本发明的制备工艺通过对膨胀石墨改性后，预压制造石墨板，然后分别一次浸渍处理以及二次浸渍处理，达到提高石墨板的机械性能，导电率、封孔率的目的。浸渍填充后的石墨板(1mm厚)孔隙率小于0.5%，电导率大于300S/cm、硬度大于100D、抗弯强度大于35Mpa，导热率大于120W/（m·k）。本发明使用的制备工艺简单，成本低廉，在燃料电池石墨极板领域适合推广应用。

Description

一种石墨极板的制备工艺

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种石墨极板的制备工艺，该石墨极板用于燃料电池。

背景技术

燃料电池能够将燃料和氧化剂的化学能转换为电能，其能量转换效率不受卡诺热机循环理论效率的限制，具有高效、环境友好、安静、可靠性高等优点，在众多领域具有广阔的发展前景。

双极板是燃料电池的关键组件，占据了电池成本的45％和质量的80％。因此，除了支撑电池、输送气体、在外部电路中充当集流体之外，双极板也担负着燃料电池的散热等重要作用。石墨单晶的面向热导率达2000W/(mK)，被认为是一种发展潜力巨大的新型导热材料，并且石墨具有优良的导电性和化学稳定性，无孔的导电石墨板成为理想的双极板材料。但是现在常规的人造石墨经CNC加工出来的石墨板，本身的刚度较大、脆性较强、不易加工太薄。目前市场上基于柔性石墨开发的模压石墨板，因其加工工艺简单、成本低、易于大规模生产，成为主流的开发方向。模压板孔隙率较高、孔径分布不规律、极板的渗漏不能保证，在使用树脂浸渍处理后能够提高强度和气体阻隔。但是，树脂填充的不均匀性，导致整体的导电性有偏差，电池整体运行一致性下降。

发明内容

本发明提供了一种石墨极板的制备工艺，该石墨极板用于燃料电池的双极板，本发明的制备工艺通过对膨胀石墨改性后，预压制造石墨板，然后分别一次浸渍处理以及二次浸渍处理，达到提高石墨板的机械性能，导电率、封孔率的目的。浸渍填充后的石墨板(1mm厚)孔隙率小于0.5%，电导率大于300S/cm、硬度大于100D、抗弯强度大于35Mpa，导热率大于120W/（m·k）。本发明使用的制备工艺简单，成本低廉，在燃料电池石墨极板领域适合推广应用。

具体方案包括：

一种石墨极板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取预定质量比的膨胀石墨和酚醛树脂，采用真空浸渍的方式使酚醛树脂充分浸润膨胀石墨；

2)将浸润后的膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压热压，固化预定时间，之后冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

3)取出压制好的极板，放入氮气气氛的碳化炉中700-800℃加热，恒温保持30-60min，进行碳化处理，待冷却后得到预浸渍极板；

4）将预浸渍极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液为含有氯化亚锡的酸性硅溶胶，对浸胶装置进行抽真空至0.005-0.01Mpa，保持预定时间，然后向罐内加压至0.2-0.5MPa，保持预定时间，使浸渍液充分填充极板后泄压；

5）将极板取出，加热至100-110℃保持预定时间使溶胶凝胶；然后再将极板浸渍在氢氧化钠水溶液中，抽真空浸渍预定时间，使锡源转化为氧化亚锡；

6）将极板取出放入加热装置中以400-600℃加热预定时间，然后降温，用去离子水清理表面，干燥；

7）将干燥后的极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂和偶氮引发剂；对浸胶装置将浸胶装置升温至35-45℃，进行抽真空至0.005-0.01Mpa，保持预定时间，然后向罐内加压至1-2MPa，保持预定时间使浸渍液充分填充极板后泄压；

8）将极板取出，干燥后，在预定温度下进行聚合和固化反应；

9) 固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

进一步的，所述步骤2)的等静压的压强范围在100-150MPa之间，加热温度为180-200℃，固化时间为20-60min。

进一步的，其中酸性硅溶胶的制备方法为，在1000份纯净水中加入NaOH 5-10份，加热到85℃，在搅拌状态下缓慢加入硅粉200份，同时用氨水调节水溶液的pH值在反应周期内处于9～11，按照反应5h后停止加热，冷却至室温后，将硅溶胶溶液通过阳离子交换树脂柱，得到pH值为4左右的酸性硅溶胶。

进一步的，其中步骤1中膨胀石墨和酚醛树脂的质量比为1:0.55-0.65。

进一步的，步骤4中的浸渍液中二氧化硅的含量约为10重量％左右，氯化亚锡的含量为0.2-0.5mol/L。

进一步的，步骤7中的浸渍液中所述丙烯酸树脂选自：二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的至少一种；偶氮引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈至少一种。

进一步的，其中步骤8中包括，放置80-90℃水浴锅中或在110-120℃烘箱进行聚合和固化反应1-3h。

进一步的，一种石墨极板，其特征在于，所述极板由所述的方法制备得到。

进一步的，一种燃料电池，所述燃料电池包括所述的石墨极板。

本发明的有益技术效果

1）本发明采用膨胀石墨和酚醛树脂预浸渍再成型碳化的工艺，使得石墨粉更加致密化，相比较于仅由膨胀石墨压制的极板，能够得到孔隙率更低，防渗透性能更好的极板，同时提高极板的硬度；

2）发明人发现，当采用膨胀石墨和酚醛树脂预浸渍再成型碳化的工艺后的石墨极板，相比较于仅采用膨胀石墨压制的极板，在浸渍酸性硅溶胶的过程中存在硅溶胶难以浸渍到孔内部的问题，原因可能是由于本发明的极板的孔径更小，并且酚醛树脂碳化后的导致极板的亲水性更低，同时酸性硅溶胶由于粘度过大，即使有真空以及加压措施，浸渍填满石墨板的大小孔隙的效率和比例都较低，从而导致酸性硅溶胶难以浸渍；针对该问题，发明人发现，在其中加入含锡金属的盐能够提高硅溶胶对于极板的浸润效果，从而提高硅溶胶的浸渍程度，因此使用含有氯化亚锡的酸性硅溶胶对极板进行第一次浸渍，其中硅溶胶作为浸渍液填充石墨极板的空隙能够防止有机物的侵入导致极板的电阻增加的缺陷，同时，硅溶胶提高极板的硬度以及导热性能，同时避免极板电阻增加；并且发明人发现，同时，氯化亚锡在碱处理后加热能够在极板内部形成导电的二氧化锡，提高极板的导电性能的同时，二氧化锡也能够提高极板的亲水性能，有利于二次浸渍液的浸渍；

3）发明人采用丙烯酸树脂，偶氮引发剂作为浸渍液对极板进行二次浸渍，由于丙烯酸树脂具有较低的粘度和较好的渗透性能，能够充分的二次浸渍极板，并且在浸渍后，在偶氮引发剂的存在下，在极板的孔隙中原位聚合形成聚合物，进一步降低极板的孔隙率，提高极板的抗弯性能。

附图说明

图1为本申请实施例1制备的光滑石墨板的二次元投影仪的放大图。

具体实施方式

列举实施例和比较例对本发明进行更具体的说明，但本发明在不超出其主旨的范围内并不受这些实施例的限制。

制备酸性硅溶胶，在1000份去离子水中加入NaOH 8份，加热到85℃，在搅拌状态下缓慢加入硅粉200份，同时用氨水调节水溶液的pH值在反应周期内处于9～11之间，按照反应5h后停止加热，冷却至室温后，将硅溶胶溶液通过阳离子交换树脂柱，得到pH值为4左右、二氧化硅的含量约为10重量％左右的酸性硅溶胶；

在酸性硅溶胶中加入氯化亚锡，搅拌均匀，得到含有氯化亚锡的酸性硅溶胶，其中氯化亚锡的含量为0.2-0.5mol/L。

实施例1

1）称取质量比为1:0.55的膨胀石墨和酚醛树脂，置于密闭容器中，抽真空至0.01Mpa，保持2h，采用真空浸渍的方式使酚醛树脂充分浸润膨胀石墨；

2）将浸润后的膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压的压强范围在100MPa，加热温度为180℃，固化时间为60min，冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

3）取出压制好的极板，放入氮气气氛的碳化炉中700℃加热，恒温保持30min，进行碳化处理，待冷却后得到预浸渍极板；

4）将预浸渍极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液为含有氯化亚锡的酸性硅溶胶，其中氯化亚锡的含量为0.2mol/L，对浸胶装置进行抽真空至0.01Mpa，保持2h，然后向罐内加压至0.2MPa，保持2h使浸渍液充分填充极板后泄压；

5）将极板取出，加热至100℃保持1h使溶胶凝胶；然后再将极板浸渍在氢氧化钠水溶液中，抽真空至0.01Mpa保持浸渍2h，使锡源转化为氧化亚锡；

6）将极板取出放入加热装置中以400℃加热6h，然后降温至室温，用去离子水清理表面，干燥；

7）将干燥后的极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂，偶氮引发剂；其中所述丙烯酸树脂为二丙二醇二丙烯酸酯；偶氮引发剂为偶氮二异丁腈，对浸胶装置进行抽真空至0.01Mpa，保持2h，然后向罐内加压至1MPa，保持2h使浸渍液充分填充极板后泄压；

8）将极板取出，干燥后，放置在80℃水浴锅中进行聚合和固化反应3h；

9）固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

实施例2

1）称取质量比为1: 0.65的膨胀石墨和酚醛树脂，置于密闭容器中，抽真空至0.01Mpa，保持2h，采用真空浸渍的方式使酚醛树脂充分浸润膨胀石墨；

2）将浸润后的膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压的压强范围在150MPa，加热温度为200℃，固化时间为40min，冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

3）取出压制好的极板，放入氮气气氛的碳化炉中800℃加热，恒温保持30min，进行碳化处理，待冷却后得到预浸渍极板；

4）将预浸渍极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液为含有氯化亚锡的酸性硅溶胶，其中氯化亚锡的含量为0.5mol/L，对浸胶装置进行抽真空至0.005Mpa，保持1h，然后向罐内加压至0.5MPa，保持1h使浸渍液充分填充极板后泄压；

5）将极板取出，加热至110℃保持1h使溶胶凝胶；然后再将极板浸渍在氢氧化钠水溶液中，抽真空至0.005Mpa保持浸渍1h，使锡源转化为氧化亚锡；

6）将极板取出放入加热装置中以600℃加热4h，然后降温至室温，用去离子水清理表面，干燥；

7）将干燥后的极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂，偶氮引发剂；其中所述丙烯酸树脂为二丙二醇二丙烯酸酯；偶氮引发剂为偶氮二异丁腈，对浸胶装置进行抽真空至0.005Mpa，保持1h，然后向罐内加压至2MPa，保持1h使浸渍液充分填充极板后泄压；

8）将极板取出，干燥后，放置在90℃水浴锅中进行聚合和固化反应1h；

9）固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

实施例3

1）称取质量比为1:0.60的膨胀石墨和酚醛树脂，置于密闭容器中，抽真空至0.01Mpa，保持1.5h，采用真空浸渍的方式使酚醛树脂充分浸润膨胀石墨；

2）将浸润后的膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压的压强范围在120MPa，加热温度为190℃，固化时间为40min，冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

3）取出压制好的极板，放入氮气气氛的碳化炉中750℃加热，恒温保持40min，进行碳化处理，待冷却后得到预浸渍极板；

4）将预浸渍极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液为含有氯化亚锡的酸性硅溶胶，其中氯化亚锡的含量为0.4mol/L，对浸胶装置进行抽真空至0.008Mpa，保持2h，然后向罐内加压至0.3MPa，保持2h使浸渍液充分填充极板后泄压；

5）将极板取出，加热至110℃保持1h使溶胶凝胶；然后再将极板浸渍在氢氧化钠水溶液中，抽真空至0.005Mpa保持浸渍2h，使锡源转化为氧化亚锡；

6）将极板取出放入加热装置中以500℃加热5h，然后降温至室温，用去离子水清理表面，干燥；

7）将干燥后的极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂，偶氮引发剂；其中所述丙烯酸树脂为二丙二醇二丙烯酸酯；偶氮引发剂为偶氮二异丁腈，对浸胶装置进行抽真空至0.005Mpa，保持2h，然后向罐内加压至2MPa，保持1h使浸渍液充分填充极板后泄压；

8）将极板取出，干燥后，放置在90℃水浴锅中进行聚合和固化反应2h；

9）固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

对比例1

1）将膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压的压强范围在120MPa，加热温度为190℃，固化时间为40min，冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

2）将极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液为含有氯化亚锡的酸性硅溶胶，其中氯化亚锡的含量为0.4mol/L，对浸胶装置进行抽真空至0.008Mpa，保持2h，然后向罐内加压至0.3MPa，保持2h使浸渍液充分填充极板后泄压；

3）将极板取出，加热至110℃保持1h使溶胶凝胶；然后再将极板浸渍在氢氧化钠水溶液中，抽真空至0.005Mpa保持浸渍2h，使锡源转化为氧化亚锡；

4）将极板取出放入加热装置中以500℃加热5h，然后降温至室温，用去离子水清理表面，干燥；

5）将干燥后的极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂，偶氮引发剂；其中所述丙烯酸树脂为二丙二醇二丙烯酸酯；偶氮引发剂为偶氮二异丁腈，对浸胶装置进行抽真空至0.005Mpa，保持2h，然后向罐内加压至2MPa，保持1h使浸渍液充分填充极板后泄压；

6）将极板取出，干燥后，放置在90℃水浴锅中进行聚合和固化反应2h；

7）固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

对比例2

1）称取质量比为1:0.60的膨胀石墨和酚醛树脂，置于密闭容器中，抽真空至0.01Mpa，保持1.5h，采用真空浸渍的方式使酚醛树脂充分浸润膨胀石墨；

2）将浸润后的膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压的压强范围在120MPa，加热温度为190℃，固化时间为40min，冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

3）取出压制好的极板，放入氮气气氛的碳化炉中750℃加热，恒温保持40min，进行碳化处理，待冷却后得到预浸渍极板；

4）将预浸渍极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液为酸性硅溶胶，对浸胶装置进行抽真空至0.008Mpa，保持2h，然后向罐内加压至0.3MPa，保持2h使浸渍液充分填充极板后泄压；

5）将极板取出，加热至110℃保持1h使溶胶凝胶；

6）将极板取出放入加热装置中以500℃加热5h，然后降温至室温，用去离子水清理表面，干燥；

7）将干燥后的极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂，偶氮引发剂；其中所述丙烯酸树脂为二丙二醇二丙烯酸酯；偶氮引发剂为偶氮二异丁腈，对浸胶装置进行抽真空至0.005Mpa，保持2h，然后向罐内加压至2MPa，保持1h使浸渍液充分填充极板后泄压；

8）将极板取出，干燥后，放置在90℃水浴锅中进行聚合和固化反应2h；

9）固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

对比例3

1）称取质量比为1:0.60的膨胀石墨和酚醛树脂，置于密闭容器中，抽真空至0.01Mpa，保持1.5h，采用真空浸渍的方式使酚醛树脂充分浸润膨胀石墨；

2）将浸润后的膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压的压强范围在120MPa，加热温度为190℃，固化时间为40min，冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

3）取出压制好的极板，放入氮气气氛的碳化炉中750℃加热，恒温保持40min，进行碳化处理，待冷却后得到预浸渍极板；

4）将预浸渍极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液为含有氯化亚锡的酸性硅溶胶，其中氯化亚锡的含量为0.4mol/L，对浸胶装置进行抽真空至0.008Mpa，保持2h，然后向罐内加压至0.3MPa，保持2h使浸渍液充分填充极板后泄压；

5）将极板取出，加热至110℃保持1h使溶胶凝胶；然后再将极板浸渍在氢氧化钠水溶液中，抽真空至0.005Mpa保持浸渍2h，使锡源转化为氧化亚锡；

6）将极板取出放入加热装置中以500℃加热5h，然后降温至室温，用去离子水清理表面，干燥。

对比例4

1）称取质量比为1:0.60的膨胀石墨和酚醛树脂，置于密闭容器中，抽真空至0.01Mpa，保持1.5h，采用真空浸渍的方式使酚醛树脂充分浸润膨胀石墨；

2）将浸润后的膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压的压强范围在120MPa，加热温度为190℃，固化时间为40min，冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

3）取出压制好的极板，放入氮气气氛的碳化炉中750℃加热，恒温保持40min，进行碳化处理，待冷却后得到预浸渍极板；

4）将预浸渍极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液为含有氯化亚锡的水溶液，其中氯化亚锡的含量为0.4mol/L，对浸胶装置进行抽真空至0.008Mpa，保持2h，然后向罐内加压至0.3MPa，保持2h使浸渍液充分填充极板后泄压；

5）将极板取出，加热至100℃保持1h干燥极板；然后再将极板浸渍在氢氧化钠水溶液中，抽真空至0.005Mpa保持浸渍2h，使锡源转化为氧化亚锡；

6）将极板取出放入加热装置中以500℃加热5h，然后降温至室温，用去离子水清理表面，干燥；

7）将干燥后的极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂，偶氮引发剂；其中所述丙烯酸树脂为二丙二醇二丙烯酸酯；偶氮引发剂为偶氮二异丁腈，对浸胶装置进行抽真空至0.005Mpa，保持2h，然后向罐内加压至2MPa，保持1h使浸渍液充分填充极板后泄压；

8）将极板取出，干燥后，放置在90℃水浴锅中进行聚合和固化反应2h；

9）固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

对比例5

1）称取质量比为1:0.60的膨胀石墨和酚醛树脂，置于密闭容器中，抽真空至0.01Mpa，保持1.5h，采用真空浸渍的方式使酚醛树脂充分浸润膨胀石墨；

2）将浸润后的膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压的压强范围在120MPa，加热温度为190℃，固化时间为40min，冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

3）取出压制好的极板，放入氮气气氛的碳化炉中750℃加热，恒温保持40min，进行碳化处理，待冷却后得到预浸渍极板；

4）将预浸渍极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂，偶氮引发剂；其中所述丙烯酸树脂为二丙二醇二丙烯酸酯；偶氮引发剂为偶氮二异丁腈，对浸胶装置进行抽真空至0.005Mpa，保持2h，然后向罐内加压至2MPa，保持1h使浸渍液充分填充极板后泄压；

5）将极板取出，干燥后，放置在90℃水浴锅中进行聚合和固化反应2h；

6）固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

对比例6

1）将膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压的压强范围在120MPa，加热温度为190℃，固化时间为40min，冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

2）将干燥后的极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂，偶氮引发剂；其中所述丙烯酸树脂为二丙二醇二丙烯酸酯；偶氮引发剂为偶氮二异丁腈，对浸胶装置进行抽真空至0.005Mpa，保持2h，然后向罐内加压至2MPa，保持1h使浸渍液充分填充极板后泄压；

3）将极板取出，干燥后，放置在90℃水浴锅中进行聚合和固化反应2h；

4）固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

实验及其效果

1、孔隙率的测定

取极板，并测量所述极板的质量M0和所述极板的体积V；将所述极板放置到容器中，所述容器内设置有十六烷，将所述极板完全浸泡，抽真空浸泡4h；取出所述极板，放置于滤纸上，吸拭至恒重，测量所述极板的质量M1；根据公式，孔隙率＝(M1-M0)/ρ/V×100％，ρ为十六烷的密度，计算所述极板的孔隙率。

2、邵氏硬度的测定

通过邵氏硬度计测量邵氏硬度。

3、弯曲强度的测定

测试采用三点弯曲法进行，将样品加工成5×5×60mm的规格，用砂纸进行研磨，将样品的四个棱角磨成圆弧。测试条件：加载速度为5mm/min。按照下列公式计算弯曲强度；

弯曲强度： σ＝3P₀L/(2bh²)；

式中，P₀表示载荷，N；L表示跨度，mm；h表示端口处高度，mm；b表示宽度，mm。

4、导电率的测定

将极板裁切成长为2.5cm，宽为1cm，厚为1cm的样条，测试采用双臂电桥，电阻率按照下列公式计算：ρ＝RS/l；

式中，ρ表示电阻率，Ω·m；R表示电阻，Ω；S表示样品横截面积，m²；l表示样品中间两连线的距离，m。

5、导热率的测定

将极板裁切成长为2.5cm，宽为1cm，厚为1cm的样条；采用夏溪电子科技有限公司的TC 3000通用型导热系数仪进行测试。

表1

由表1可见，各个对比例与实施例的数据相比较，对比例1由于未对膨胀石墨进行处理，硬度和抗弯强度劣化较为明显；对比例2由于氯化亚锡的加入不仅能够改善导电性能，还能够进一步降低孔隙率；对比例3证明二次浸渍的作用能够进一步降低孔隙率，提高硬度和抗弯强度，尤其是有机物的二次浸渍对于抗弯强度的改善作用明显；对比例4证明了酸性硅溶胶的预先填充，有助于降低极板的内阻升高，以及提高导热率；对比例5-6证明了采用氯化亚锡的硅溶胶的浸渍工艺对于极板的硬度，导电率和导热率的改善作用明显。综上所述，本发明通过对石墨的致密化处理，选择特定的浸渍液分别进行一次浸渍和二次浸渍，显著的降低了孔隙率，提高了邵氏硬度以及抗弯强度，同时提高了极板的导热率和导电率。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是 应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种石墨极板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）称取预定质量比的膨胀石墨和酚醛树脂，采用真空浸渍的方式使酚醛树脂充分浸润膨胀石墨；

2）将浸润后的膨胀石墨置于等静压设备的模具内，等静压热压，固化预定时间，之后冷却至室温完成压制工序，得到带有流道的极板；

3）取出压制好的极板，放入氮气气氛的碳化炉中700-800℃加热，恒温保持30-60min，进行碳化处理，待冷却后得到预浸渍极板；

4）将预浸渍极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液为含有氯化亚锡的酸性硅溶胶，所述浸渍液中二氧化硅的含量为10重量％左右，氯化亚锡的含量为0.2-0.5mol/L，其中所述酸性硅溶胶的制备方法为，在1000份纯净水中加入NaOH 5-10份，加热到85℃，在搅拌状态下缓慢加入硅粉200份，同时用氨水调节水溶液的pH值在反应周期内处于9～11，按照反应5h后停止加热，冷却至室温后，将硅溶胶溶液通过阳离子交换树脂柱，得到pH值为4左右的酸性硅溶胶；对浸胶装置进行抽真空至0.005-0.01Mpa，保持预定时间，然后向罐内加压至0.2-0.5MPa，保持预定时间，使浸渍液充分填充极板后泄压；

5）将极板取出，加热至100-110℃保持预定时间使硅溶胶凝胶；然后再将极板浸渍在氢氧化钠水溶液中，抽真空浸渍预定时间，使锡源转化为氧化亚锡；

6）将极板取出放入加热装置中以400-600℃加热预定时间，然后降温，用去离子水清理表面，干燥；

7）将干燥后的极板置于密闭的浸胶装置中，所用浸渍液含有丙烯酸树脂和偶氮引发剂；对浸胶装置将浸胶装置升温至35-45℃，进行抽真空至0.005-0.01Mpa，保持预定时间，然后向罐内加压至1-2MPa，保持预定时间使浸渍液充分填充极板后泄压；

8）将极板取出，干燥后，在预定温度下进行聚合和固化反应；

9） 固化完成后的极板用去离子水清理表面，干燥。

2.如权利要求1所述的石墨极板的制备工艺，其特征在于，所述步骤2）中，等静压的压强范围在100-150MPa之间，加热温度为180-200℃，固化时间为20-60min。

3.如权利要求1所述的石墨极板的制备工艺，其特征在于，其中步骤1）中膨胀石墨和酚醛树脂的质量比为1:0.55-0.65。

4.如权利要求1所述的石墨极板的制备工艺，其特征在于，步骤7）中的浸渍液中所述丙烯酸树脂选自：二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的至少一种；偶氮引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈至少一种。

5.如权利要求1所述的石墨极板的制备工艺，其特征在于，其中步骤8）中包括，放置80-90℃水浴锅中或在110-120℃烘箱进行聚合和固化反应1-3h。

6.一种石墨极板，其特征在于，所述极板由权利要求1-5任一项所述的石墨极板的制备工艺制备得到。

7.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括权利要求6所述的石墨极板。

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