CN117497792B - 双极板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双极板及其制备方法，方法包括：均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第一混合料；将第一混合料注入泡沫金属的空隙中，形成金属结构物；均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第二混合料；依次平铺一层金属结构物、一层第二混合料和另一层金属结构物，热压形成第一板材；去除第一板材中泡沫金属，得到第二板材；将第二板材浸入溶有高锰酸钾的浓硫酸溶液中抽真空浸渍和加热，清洗得到第三板材，从上到下依次为上层、中层和下层；将上层或下层放入金属盐的溶液中抽真空浸渍，再将该层放入金属盐的电镀池内进行电沉积，清洗得到双极板。本发明避免了电极和双极板间接触电阻引起充放电效率降低，双极板表面无碳纤维，不会刺穿离子膜。
Description
技术领域
本发明主要涉及液流电池技术领域，尤其涉及一种双极板及其制备方法。
背景技术
液流电池是一种新型的蓄电池，其是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长等特点，是目前的一种新能源产品。液流电池主要由电堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成。其中电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合构成，而单体电池又主要包括双极板与膜电极。
液流电池系统非常适合大规模长时储能。电堆作为液流电池系统的功率单元，其内部的电极、双极板和离子膜对电堆的能量转换效率至关重要。液流电池充放电时，电解液进入电堆并在电极表面发生氧化还原反应，反应中产生的电子从电极经双极板传导至外电路，氢离子通过离子膜在正负极间迁移使两侧电子保持平衡。目前，液流电池电堆中电极依靠物理压力与双极板接触，两者之间存在较大的接触电阻，造成电堆内阻过大，使电堆能量转换效率偏低。同时，电极与离子膜直接接触，两者之间的压力常导致离子膜被电极中的碳纤维刺穿，造成电堆内漏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双极板及其制备方法，双极板和电极一体化，避免了电极和双极板之间接触电阻引起电堆充放电效率降低，同时，双极板表面无碳纤维，不会刺穿离子膜。
为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种双极板制备方法，包括：均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第一混合料，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第一粒径；截取多孔结构的泡沫金属，并将所述第一混合料注入所述泡沫金属的空隙中，形成金属结构物；均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第二混合料，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第二粒径；依次平铺一层所述金属结构物、一层所述第二混合料和另一层所述金属结构物，并在平铺后进行热压，形成三层结构的第一板材；使用腐蚀性溶液去除所述第一板材中所述泡沫金属，得到第二板材；将所述第二板材浸入溶有高锰酸钾的浓硫酸溶液中抽真空浸渍和加热，之后清洗得到第三板材，所述第三板材从上到下依次为上层、中层和下层；将所述第三板材上层或下层放入金属盐的溶液中抽真空浸渍，再将该层放入所述金属盐的电镀池内进行电沉积，之后清洗得到所述双极板。
可选地，所述石墨粉包括以下一种或多种：膨胀石墨粉和鳞片石墨粉；所述高分子树脂粉包括以下一种或多种：聚丙烯腈粉、聚四氟乙烯粉、聚乙烯粉和环氧树脂粉。
可选地，在均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第一混合料步骤中，所述石墨粉和所述高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，所述第一粒径为50微米~150微米。
可选地，所述泡沫金属为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫铁或泡沫铁镍。
可选地，在依次平铺一层所述金属结构物、一层所述第二混合料和另一层所述金属结构物步骤中，每层所述金属结构物的厚度在2毫米~10毫米之间。
可选地，在均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第二混合料步骤中，所述石墨粉和所述高分子树脂粉的质量比范围为1:10~10:1，所述第二粒径为200微米~500微米。
可选地，在依次平铺一层所述金属结构物、一层所述第二混合料和另一层所述金属结构物步骤中，所述第二混合料的厚度小于上下两层所述金属结构物的厚度之和。
可选地，在热压过程中，热压温度为100℃~220℃，热压时间为5分钟~60分钟。
可选地，所述腐蚀性溶液包括以下一种或多种：盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、氯化铁溶液和过硫酸盐溶液。
可选地，所述金属盐包括以下一种或多种：硝酸铋、氯化铋和柠檬酸铋。
可选地，所述抽真空浸渍和加热的时间为0.1小时~5小时，所述电沉积的电位为0.5V~2V，所述电沉积的时间为0.1分钟~5分钟。
第二方面，本发明提供了一种双极板，采用如第一方面所述方法制备，包括：依次为石墨树脂复合多孔氧化层、混合层和石墨树脂复合金属多孔层的叠层结构；其中所述石墨树脂复合多孔氧化层是由石墨粉和高分子树脂粉复合制成，且复合物内部为多孔结构，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第一粒径；所述混合层是由石墨粉和高分子树脂粉复合制成，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第二粒径；所述石墨树脂复合金属多孔层是由石墨粉和高分子树脂粉复合制成，且复合物内部为多孔结构，孔中沉积有金属活性位点，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第一粒径。
可选地，所述石墨粉包括以下一种或多种：膨胀石墨粉和鳞片石墨粉；所述高分子树脂粉包括以下一种或多种：聚丙烯腈粉、聚四氟乙烯粉、聚乙烯粉和环氧树脂粉。
可选地，在制成所述石墨树脂复合多孔氧化层和所述石墨树脂复合金属多孔层时，所述石墨粉和所述高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，所述第一粒径为50微米~150微米。
可选地，在制成所述混合层时，所述石墨粉和所述高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，所述第二粒径为200微米~500微米。
可选地，所述混合层的厚度小于所述石墨树脂复合多孔氧化层和所述石墨树脂复合金属多孔层的厚度之和。
可选地，所述石墨树脂复合多孔氧化层和所述石墨树脂复合金属多孔层的厚度相等。
可选地，所述石墨树脂复合金属多孔层中的金属为铋。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：双极板和电极结构一体化，避免了电极和双极板之间接触电阻引起电堆充放电效率降低，同时，双极板表面无碳纤维，不会刺穿离子膜。
附图说明
图1是本发明一实施例双极板制备方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例中双极板的各层结构演变示意图；
图3是本发明一实施例双极板的结构示意图。
附图标记为：
101-泡沫金属；
102-金属结构物；
103-石墨树脂复合多孔层；
104-石墨树脂复合多孔氧化层；
105-石墨树脂复合金属多孔层；
201-石墨树脂复合层；
202-混合层。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
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申请的范围。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。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请中使用了流程示意图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
实施例一：图1是本发明一实施例双极板制备方法的流程示意图，参考图1所示，双极板制备方法100包括：
S110、均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第一混合料，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第一粒径；
S120、截取多孔结构的泡沫金属，并将所述第一混合料注入所述泡沫金属的空隙中，形成金属结构物；
S130、均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第二混合料，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第二粒径；
S140、依次平铺一层所述金属结构物、一层所述第二混合料和另一层所述金属结构物，并在平铺后进行热压，形成三层结构的第一板材；
S150、使用腐蚀性溶液去除所述第一板材中所述泡沫金属，得到第二板材；
S160、将所述第二板材浸入溶有高锰酸钾的浓硫酸溶液中抽真空浸渍和加热，之后清洗得到第三板材，所述第三板材从上到下依次为上层、中层和下层；
S170、将所述第三板材上层或下层放入金属盐的溶液中并抽真空浸渍，再将该层放入所述金属盐的电镀池内进行电沉积，之后清洗得到所述双极板。
在本实施例中，将第一混合料注入泡沫金属的空隙中时，需要尽量将空隙完全填满。在使用腐蚀性溶液去除第一板材中泡沫金属时，可以将热压后的第一板材完全浸入腐蚀性溶液中，以去除泡沫金属。在清洗得到第三板材以及清洗得到双极板的过程中，都可以使用去离子水进行清洗。
通过上述制备方法得到一种新型双极板，其中有一层在金属盐的电镀池内进行电沉积，此层为负极侧，另外一层在浸渍高锰酸钾的浓硫酸溶液后未电沉积，此层为正极侧，双极板和电极为一体化结构，避免了电极和双极板之间接触电阻引起电堆充放电效率降低，且双极板表面无碳纤维，不会刺穿离子膜。
在一示例中，石墨粉包括以下一种或多种：膨胀石墨粉和鳞片石墨粉；高分子树脂粉包括以下一种或多种：聚丙烯腈粉、聚四氟乙烯粉、聚乙烯粉和环氧树脂粉。例如，高分子树脂粉可以是聚丙烯腈粉，可以是聚四氟乙烯粉，也可以是聚丙烯腈粉、聚四氟乙烯粉、聚乙烯粉和环氧树脂粉四种的混合物，在此不再一一列举。
在一示例中，在均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第一混合料步骤中，石墨粉和高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，第一粒径为50微米~150微米。
在一示例中，泡沫金属为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫铁或泡沫铁镍。
在一示例中，在依次平铺一层金属结构物、一层第二混合料和另一层金属结构物步骤中，每层金属结构物的厚度在2毫米（mm）~10毫米之间。
在一示例中，在均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第二混合料步骤中，石墨粉和高分子树脂粉的质量比范围为1:10~10:1，第二粒径为200微米~500微米。可见，虽然第一混合料和第二混合料的原材料都是石墨粉和高分子树脂粉，但是在制备第二混合料时，所采用的石墨粉和高分子树脂粉的粒径大于制备第一混合料时的石墨粉和高分子树脂粉的粒径。
在一示例中，在依次平铺一层金属结构物、一层第二混合料和另一层金属结构物步骤中，第二混合料的厚度小于上下两层金属结构物的厚度之和。
在一示例中，在热压过程中，热压温度为100℃~220℃，热压时间为5分钟~60分钟。
在一示例中，腐蚀性溶液包括以下一种或多种：盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、氯化铁溶液和过硫酸盐溶液。例如，腐蚀性溶液可以是盐酸溶液，可以是硫酸溶液，还可以是盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、氯化铁溶液和过硫酸盐溶液的混合溶液，在此不再一一列举。
在一示例中，金属盐包括以下一种或多种：硝酸铋、氯化铋和柠檬酸铋。
在一示例中，抽真空浸渍和加热的时间为0.1小时~5小时，电沉积的电位为0.5V~2V，电沉积的时间为0.1分钟~5分钟。
图2是本发明一实施例中双极板的各层结构演变示意图，参考图2所示，图中展示了泡沫金属101；金属结构物102，其是将第一混合料注入泡沫金属101的空隙中形成的；第一板材，其包括上下两层金属结构物102、中间层的石墨树脂复合层201；第二板材，其包括上下两层石墨树脂复合多孔层103、中间层的石墨树脂复合层201，其中石墨树脂复合多孔层103为去除了金属结构物102中泡沫金属101形成的；最终的双极板，其包括上层石墨树脂复合多孔氧化层104、中层混合层202和下层石墨树脂复合金属多孔层105。其中石墨树脂复合多孔氧化层104为双极板正极侧，石墨树脂复合金属多孔层105为双极板负极侧，混合层202则是在石墨树脂复合层201浸入溶有高锰酸钾的浓硫酸溶液中抽真空浸渍加热后形成的。
简言之，上层（正极侧）演变过程为：泡沫金属101→金属结构物102→石墨树脂复合多孔层103→石墨树脂复合多孔氧化层104；中层演变过程为：石墨树脂复合层201→混合层202；下层（负极侧）演变过程为：泡沫金属101→金属结构物102→石墨树脂复合多孔层103→石墨树脂复合多孔氧化层104→石墨树脂复合金属多孔层105。
为进一步揭示本实施例方法以及通过该方法制备的双极板所具有的有益性能，下面通过三个实例进行详细说明。
实例1：将粒径为80微米的膨胀石墨粉和粒径为100微米的聚丙烯粉按照7:3的质量比均匀混合，制成石墨/树脂混合料A（第一混合料）。取两片长20cm宽15cm厚7mm的泡沫铜，将石墨/树脂混合料A填充到泡沫铜的空隙中。另取粒径为200微米的鳞片石墨粉和粒径为200微米的聚丙烯粉，按照7:3的质量比进行混合，制成石墨/树脂混合料B（第二混合料）。依次将混合料A/泡沫铜、混合料B（添加厚度为10mm）、混合料A/泡沫铜放入热压模具中，150℃热压15分钟。取出热压的板材，将板材浸入过硫酸铵溶液中刻蚀去除泡沫铜，随即浸入溶有高锰酸钾的浓硫酸溶液中抽真空浸渍和加热后，使用大量去离子水清洗。之后将上层或下层置于硝酸铋的溶液中抽真空浸渍，取出板材，将该层放入含上述硝酸铋溶液的电镀槽内，在1.3V的电位下电沉积2分钟。取出后使用大量去离子水清洗，最后得到一体化双极板。
实例2：将粒径为80微米的鳞片石墨粉和粒径为100微米的聚丙烯粉按照3:2的质量比均匀混合，制成石墨/树脂混合料A（第一混合料）。取两片长20cm宽15cm厚5mm的泡沫铜，将石墨/树脂混合料A（第一混合料）填充到泡沫铜的空隙中。另取粒径为350微米的膨胀石墨粉和粒径为200微米的聚丙烯粉，按照3:2的质量比进行混合，制成石墨/树脂混合料B（第二混合料）。依次将混合料A/泡沫铜、混合料B（添加厚度为10mm）、混合料A/泡沫铜放入热压模具中，150℃热压20分钟。取出热压的板材，将板材浸入过硫酸铵溶液中刻蚀去除泡沫铜，随即浸入溶有高锰酸钾的浓硫酸溶液中抽真空浸渍和加热后，使用大量去离子水清洗。之后将上层或下层置于硝酸铋的溶液中抽真空浸渍，取出板材，将该层放入含上述硝酸铋溶液的电镀槽内，在1.3V的电位下电沉积2分钟，取出后使用大量去离子水清洗，最后得到一体化双极板。
实例3：将粒径为100微米的膨胀石墨粉和粒径为50微米的聚丙烯粉按照3:1的质量比均匀混合，制成石墨/树脂混合料A（第一混合料）。取两片长20cm宽15cm厚10mm的泡沫铁，将石墨/树脂混合料A填充到泡沫铁的空隙中。另取粒径为200微米的鳞片石墨粉和粒径为400微米的聚丙烯粉，按照7:3的质量比进行混合，制成石墨/树脂混合料B（第二混合料）。依次将混合料A/泡沫铁、混合料B（添加厚度为15mm）、混合料A/泡沫铁放入热压模具中，180℃热压5分钟。取出热压的板材，将板材浸入过硫酸铵溶液中刻蚀去除泡沫铜，随即浸入溶有高锰酸钾的浓硫酸溶液中抽真空浸渍和加热后，使用大量去离子水清洗。之后将上层或下层置于硝酸铋的溶液中抽真空浸渍，取出板材，将该层放入含上述硝酸铋溶液的电镀槽内，在1.5V的电位下电沉积1分钟，取出后使用大量去离子水清洗，最后得到一体化双极板。
对各实例双极板和传统双极板+电极进行的测试包括抗拉强度测试、抗弯强度测试、垂直向电阻测试和电池能量效率测试。
抗拉强度测试：截取15 cm×1 cm样品，用万能材料试验机以5 mm/min的速度对试样进行拉伸，记录试样断裂时的负荷值，有效样条不少于5个，测试结果取其均值。
抗弯强度测试：截取10cm×1cm样品条，用万能材料试验机以2 mm/min的速度对试样进行弯曲加压，记录试样断裂时的负荷值，有效样条不少于5个，测试结果取其均值。
垂直向电阻测试：取直径为5 cm的样品（常规电极为两片电极加一片双极板进行测试）放置在两个测量电极之间，在测量电极两侧施加0.3 MPa的压力，测试出整个样品电阻值，有效样条不少于3个，测试结果取其均值。
电池能量效率测试使用组装的单电池进行测试，单电池规格为常规双极板，使用0.8 mm复合石墨板作为双极板，使用厚度为4.3 mm的商用碳毡电极作为测试电极；一体化双极板使用制作的石墨树脂复合多孔氧化层104作为正极，使用石墨树脂复合金属多孔层105作为负极；电极的活性区面积均为48cm2；隔膜为全氟磺酸离子膜；压缩为25%（常规电极）；电池正负电解液中的活性物质为1.6 mol/L V4+/V5+和1.6 mol/L V2+/V3+，支持电解液为3.5 mol/L的硫酸，正负极电解液的体积均为50 mL；充放电区间为1.00V-1.55V；恒流充放电，电流密度分别为80 mA/cm2、110 mA/cm2、180 mA/cm2。
测试中使用的常规电极+双极板结构是由两片厚度为4.3 mm的商用碳毡电极和一片厚度为0.8 mm的复合石墨板（双极板）组成，具体而言是将复合石墨板夹在两片电极中间组成电极/双极板/电极的三明治结构。测试结果如表1所示。
表1常规电极/双极板/电极结构、实例1-实例3的一体化双极板性能测试结果。
可见，无论上述何种条件下制备的一体化双极板，其垂直向电阻都小于常规电极/双极板/电极结构的垂直向电阻，且电池能量效率也高于常规电极/双极板/电极结构的电池能量效率。
本实施提供的双极板制备方法，所制备的双极板是双极板和电极一体化结构，避免了电极和双极板之间接触电阻引起电堆充放电效率降低，双极板表面无碳纤维，不会刺穿离子膜。
实施例二：图3是本发明一实施例双极板的结构示意图，该双极板采用实施例一所示方法制备，参考图3所示，其结构包括：依次为石墨树脂复合多孔氧化层104、混合层202和石墨树脂复合金属多孔层105的叠层结构。石墨树脂复合多孔氧化层104是由石墨粉和高分子树脂粉复合制成，且复合物内部为多孔结构，其中石墨粉和高分子树脂粉的粒径为第一粒径。混合层202是由石墨粉和高分子树脂粉复合制成，其中石墨粉和高分子树脂粉的粒径为第二粒径。石墨树脂复合金属多孔层105是由石墨粉和高分子树脂粉复合制成，且复合物内部为多孔结构，孔中沉积有金属活性位点，其中石墨粉和高分子树脂粉的粒径为第一粒径。
在一示例中，石墨粉包括以下一种或多种：膨胀石墨粉和鳞片石墨粉；高分子树脂粉包括以下一种或多种：聚丙烯腈粉、聚四氟乙烯粉、聚乙烯粉和环氧树脂粉。
在一示例中，在制成石墨树脂复合多孔氧化层104和石墨树脂复合金属多孔层105时，石墨粉和高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，第一粒径为50微米~150微米。
在一示例中，在制成混合材202时，石墨粉和高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，第二粒径为200微米~500微米。
在一示例中，混合层202的厚度小于石墨树脂复合多孔氧化层104和石墨树脂复合金属多孔层105的厚度之和。
在一示例中，石墨树脂复合多孔氧化层104和石墨树脂复合金属多孔层105的厚度相等。
在一示例中，石墨树脂复合金属多孔层105中的金属为铋。
本实施例提供的双极板，其为双极板和电极一体化结构，避免了电极和双极板之间接触电阻引起电堆充放电效率降低，双极板表面无碳纤维，不会刺穿离子膜。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正，该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请实施例所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地，在一些实施例中，使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
Claims (18)
1.一种双极板制备方法，其特征在于，包括：
均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第一混合料，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第一粒径；
截取多孔结构的泡沫金属，并将所述第一混合料注入所述泡沫金属的空隙中，形成金属结构物；
均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第二混合料，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第二粒径；
依次平铺一层所述金属结构物、一层所述第二混合料和另一层所述金属结构物，并在平铺后进行热压，形成三层结构的第一板材；
使用腐蚀性溶液去除所述第一板材中所述泡沫金属，得到第二板材；
将所述第二板材浸入溶有高锰酸钾的浓硫酸溶液中抽真空浸渍和加热，之后清洗得到第三板材，所述第三板材从上到下依次为上层、中层和下层；
将所述第三板材上层或下层放入金属盐的溶液中抽真空浸渍，再将该层放入所述金属盐的电镀池内进行电沉积，之后清洗得到所述双极板，其中所述金属盐为铋金属盐。
2.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，所述石墨粉包括以下一种或多种：膨胀石墨粉和鳞片石墨粉；所述高分子树脂粉包括以下一种或多种：聚丙烯腈粉、聚四氟乙烯粉、聚乙烯粉和环氧树脂粉。
3.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，在均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第一混合料步骤中，所述石墨粉和所述高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，所述第一粒径为50微米~150微米。
4.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，所述泡沫金属为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫铁或泡沫铁镍。
5.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，在依次平铺一层所述金属结构物、一层所述第二混合料和另一层所述金属结构物步骤中，每层所述金属结构物的厚度在2毫米~10毫米之间。
6.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，在均匀混合石墨粉和高分子树脂粉，制成第二混合料步骤中，所述石墨粉和所述高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，所述第二粒径为200微米~500微米。
7.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，在依次平铺一层所述金属结构物、一层所述第二混合料和另一层所述金属结构物步骤中，所述第二混合料的厚度小于上下两层所述金属结构物的厚度之和。
8.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，在热压过程中，热压温度为100℃~220℃，热压时间为5分钟~60分钟。
9.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，所述腐蚀性溶液包括以下一种或多种：盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、氯化铁溶液和过硫酸盐溶液。
10.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，所述金属盐包括以下一种或多种：硝酸铋、氯化铋和柠檬酸铋。
11.如权利要求1所述的双极板制备方法，其特征在于，所述抽真空浸渍和加热的时间为0.1小时~5小时，所述电沉积的电位为0.5V~2V，所述电沉积的时间为0.1分钟~5分钟。
12.一种如权利要求1所述方法制备的双极板，其特征在于，包括：依次为石墨树脂复合多孔氧化层、混合层和石墨树脂复合金属多孔层的叠层结构；其中，
所述石墨树脂复合多孔氧化层是由石墨粉和高分子树脂粉复合制成，且复合物内部为多孔结构，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第一粒径；
所述混合层是由石墨粉和高分子树脂粉复合制成，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第二粒径；
所述石墨树脂复合金属多孔层是由石墨粉和高分子树脂粉复合制成，且复合物内部为多孔结构，孔中沉积有金属活性位点，其中所述石墨粉和所述高分子树脂粉的粒径为第一粒径。
13.如权利要求12所述的双极板，其特征在于，所述石墨粉包括以下一种或多种：膨胀石墨粉和鳞片石墨粉；所述高分子树脂粉包括以下一种或多种：聚丙烯腈粉、聚四氟乙烯粉、聚乙烯粉和环氧树脂粉。
14.如权利要求12所述的双极板，其特征在于，在制成所述石墨树脂复合多孔氧化层和所述石墨树脂复合金属多孔层时，所述石墨粉和所述高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，所述第一粒径为50微米~150微米。
15.如权利要求12所述的双极板，其特征在于，在制成所述混合层时，所述石墨粉和所述高分子树脂粉的质量比范围为1:1~10:1，所述第二粒径为200微米~500微米。
16.如权利要求12所述的双极板，其特征在于，所述混合层的厚度小于所述石墨树脂复合多孔氧化层和所述石墨树脂复合金属多孔层的厚度之和。
17.如权利要求12所述的双极板，其特征在于，所述石墨树脂复合多孔氧化层和所述石墨树脂复合金属多孔层的厚度相等。
18.如权利要求12所述的双极板，其特征在于，所述石墨树脂复合金属多孔层中的金属为铋。
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