CN115832329A - 一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法。本发明首先将成型后的柔性石墨极板进行预处理，得到预处理极板；然后将其浸入充盈有不可压缩流体的冷等静压工作罐体中，封闭冷等静压工作罐体，并加压后保压；保压结束后泄压至常压，打开冷等静压工作罐体，取出冷等静压浸渍后的柔性石墨极板，后处理后完成浸渍。本发明通过冷等静压浸渍工艺，实现极板的高速浸渍，大幅提升生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法。
背景技术
柔性石墨极板由于其优异的耐蚀性、可成型性，低廉的价格以及可批量化、连续化生产能力，成为双极板领域重要的开发方向。传统工艺通常使用成型、浸渍、清洗、固化、粘接等环节制备双极板，然而，传统工艺中通常使用压缩空气进行加压，使得浸渍环节耗时过长，导致极板制备效率低下。面对即将放量的燃料电池行业，传统工艺条件下，只能通过大量的设备、场地及人工来匹配相应的市场需求。如何大幅提升浸渍效率以匹配下游需求，是摆在柔性石墨极板浸渍环节的一个难题。
发明内容
为了解决现有技术工艺时间段过长的缺点，大幅缩短浸渍时长，本发明的目的是提供一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法；本发明首先将成型后的柔性石墨极板进行预处理，得到预处理极板；然后将其浸入充盈有不可压缩流体的冷等静压工作罐体中，封闭冷等静压工作罐体，并加压后保压；保压结束后泄压至常压，打开冷等静压工作罐体，取出冷等静压浸渍后的柔性石墨极板，后处理后完成浸渍。本发明通过冷等静压浸渍工艺，实现极板的高速浸渍，大幅提升生产效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，包括以下步骤：
(1)将预处理极板浸入充盈有不可压缩流体的冷等静压工作罐体中；
(2)封闭冷等静压工作罐体，并加压；
(3)加压完成后进行保压；
(4)保压结束后泄压至常压，打开冷等静压工作罐体；
(5)取出冷等静压浸渍后的柔性石墨极板，后处理后完成浸渍。
在本发明的一个实施方式中，步骤(1)中，所述预处理极板通过下述方法制备得到：
将成型后的柔性石墨极板进行预处理，得到预处理极板。
在本发明的一个实施方式中，所述预处理为排气处理。
在本发明的一个实施方式中，步骤(1)中，所述不可压缩流体选自液态的热固性树脂、液压油或水中的一种或几种。
在本发明的一个实施方式中，所述热固性树脂选自丙烯酸体系树脂、不饱和体系树脂、乙烯基体系树脂或环氧树脂中的一种或几种。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，加压过程中，加压速度为0.5-5MPa/s。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，加压至冷等静压工作罐体内压力为10-600MPa。
在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，保压时间为0.5-60min。
在本发明的一个实施方式中，步骤(4)中，泄压过程中，泄压速度为1-5MPa/s。
在本发明的一个实施方式中，步骤(5)中，所述后处理为清洗及固化作业。
在本发明的一个实施方式中，若工作罐体内充盈待浸渍液态树脂，则可直接将极板放入设备工作罐体中；若工作罐体内充盈非待浸渍液态树脂的不可压缩流体，则需将极板放入聚氨酯或其他不与不可压缩流体反应的软模当中。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)现有技术通常使用压缩空气进行加压，使得浸渍环节耗时过长，导致极板制备效率低下；与现有技术相比，本发明的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法利用该工艺浸渍柔性石墨极板，可大幅缩短工艺时间，大幅提升生产效率；
(2)本发明的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法大幅能够提升柔性石墨极板的合格率。
具体实施方式
本发明提供一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，包括以下步骤：
(1)将预处理极板浸入充盈有不可压缩流体的冷等静压工作罐体中；
(2)封闭冷等静压工作罐体，并加压；
(3)加压完成后进行保压；
(4)保压结束后泄压至常压，打开冷等静压工作罐体；
(5)取出冷等静压浸渍后的柔性石墨极板，后处理后完成浸渍。
在本发明的一个实施方式中，步骤(1)中，所述预处理极板通过下述方法制备得到：
将成型后的柔性石墨极板进行预处理，得到预处理极板。
在本发明的一个实施方式中，所述预处理为排气处理。
在本发明的一个实施方式中，步骤(1)中，所述不可压缩流体选自液态的热固性树脂、液压油或水中的一种或几种。
在本发明的一个实施方式中，所述热固性树脂选自丙烯酸体系树脂、不饱和体系树脂、乙烯基体系树脂或环氧树脂中的一种或几种。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，加压过程中，加压速度为0.5-5MPa/s。
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，加压至冷等静压工作罐体内压力为10-600MPa。
在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，保压时间为0.5-60min。
在本发明的一个实施方式中，步骤(4)中，泄压过程中，泄压速度为1-5MPa/s。
在本发明的一个实施方式中，步骤(5)中，所述后处理为清洗及固化作业。
在本发明的一个实施方式中，若工作罐体内充盈待浸渍液态树脂，则可直接将极板放入设备工作罐体中；若工作罐体内充盈非待浸渍液态树脂的不可压缩流体，则需将极板放入聚氨酯或其他不与不可压缩流体反应的软模当中。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
下述实施例中，所用试剂若无特殊说明均为市售试剂，所述检测方法及手段若无特殊说明均为本领域常规检测手段及方法。
实施例1
本实施例提供一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，包括以下步骤：
(1)将成型后的柔性石墨极板装入浸渍篮并做排气处理，得到预处理极板；
(2)将步骤(1)得到的预处理极板浸入充盈待浸渍丙烯酸体系树脂液的冷等静压工作罐体中；
(3)封闭冷等静压工作罐体，以0.5MPa/s的速度加压至35MPa；
(4)加压完成后保压5min；
(5)保压结束后以1MPa/s的速度泄压至常压，打开冷等静压工作罐体；
(6)取出冷等静压浸渍后的柔性石墨极板，进行清洗及固化作业，完成浸渍，制成单极板。
实施例2
本实施例提供一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，包括以下步骤：
(1)将成型后的柔性石墨极板装入浸渍篮并做排气处理，得到预处理极板；
(2)将步骤(1)得到的预处理极板浸入充盈待浸渍不饱和体系树脂液的冷等静压工作罐体中；
(3)封闭冷等静压工作罐体，以2MPa/s的速度加压至50MPa；
(4)加压完成后保压10min；
(5)保压结束后以5MPa/s的速度泄压至常压，打开冷等静压工作罐体；
(6)取出冷等静压浸渍后的柔性石墨极板，进行清洗及固化作业，完成浸渍，制成单极板。
实施例3
本实施例提供一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，包括以下步骤：
(1)将成型后的柔性石墨极板装入浸渍篮并做排气处理，得到预处理极板；
(2)将步骤(1)得到的预处理极板浸入充盈待浸渍不饱和体系树脂液的冷等静压工作罐体中；
(3)封闭冷等静压工作罐体，以0.5MPa/s的速度加压至10MPa；
(4)加压完成后保压60min；
(5)保压结束后以1MPa/s的速度泄压至常压，打开冷等静压工作罐体；
(6)取出冷等静压浸渍后的柔性石墨极板，进行清洗及固化作业，完成浸渍，制成单极板。
实施例4
本实施例提供一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，包括以下步骤：
(1)将成型后的柔性石墨极板装入浸渍篮并做排气处理，得到预处理极板；
(2)将步骤(1)得到的预处理极板浸入充盈待浸渍不饱和体系树脂液的冷等静压工作罐体中；
(3)封闭冷等静压工作罐体，以5MPa/s的速度加压至600MPa；
(4)加压完成后保压0.5min；
(5)保压结束后以5MPa/s的速度泄压至常压，打开冷等静压工作罐体；
(6)取出冷等静压浸渍后的柔性石墨极板，进行清洗及固化作业，完成浸渍，制成单极板。
值得注意的是，若工作罐体内充盈非待浸渍液态树脂的不可压缩流体，则需将极板放入聚氨酯或其他不与不可压缩流体反应的软模当中，其他步骤均相同。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将预处理极板浸入充盈有不可压缩流体的冷等静压工作罐体中；
(2)封闭冷等静压工作罐体，并加压；
(3)加压完成后进行保压；
(4)保压结束后泄压至常压，打开冷等静压工作罐体；
(5)取出冷等静压浸渍后的柔性石墨极板，后处理后完成浸渍。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预处理极板通过下述方法制备得到：
将成型后的柔性石墨极板进行预处理，得到预处理极板。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，所述预处理为排气处理。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，步骤(1)中，所述不可压缩流体选自液态的热固性树脂、液压油或水中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，所述热固性树脂选自丙烯酸体系树脂、不饱和体系树脂、乙烯基体系树脂或环氧树脂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，步骤(2)中，加压过程中，加压速度为0.5-5MPa/s。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，步骤(2)中，加压至冷等静压工作罐体内压力为10-600MPa。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，步骤(3)中，保压时间为0.5-60min。
9.根据权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，步骤(4)中，泄压过程中，泄压速度为1-5MPa/s。
10.根据权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨极板的浸渍方法，其特征在于，步骤(5)中，所述后处理为清洗及固化作业。
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