CN118198402A - 一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法 - Google Patents
一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118198402A CN118198402A CN202410523184.3A CN202410523184A CN118198402A CN 118198402 A CN118198402 A CN 118198402A CN 202410523184 A CN202410523184 A CN 202410523184A CN 118198402 A CN118198402 A CN 118198402A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- bipolar plate
- composite bipolar
- graphite composite
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 62
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 55
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 55
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 3
- -1 fatty acid esters Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims description 3
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明公开了一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法，属于燃料电池技术领域。所述碳纤维石墨复合双极板的制备方法，包括如下步骤：S01：将石墨、树脂和脱模剂混合均匀，获得石墨树脂溶液；S02：将干碳纤维编织布放置在预热的模具上；S03：将S01中混合均匀的石墨树脂溶液倒在干碳纤维编织布上；S04：将模具合模加压，并开始抽真空，保压；S05：将模具打开脱模，获得碳纤维石墨复合双极板。本发明的制备方法，通过干碳纤维编织布放置在预热的模具上、模具预热的温度为120℃～180℃、以及脱模的方式为保压完成后无需降温立即脱模；可以提高碳纤维石墨复合双极板原材料的可调节性；并可以降低产品成型时间。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法。
背景技术
燃料电池双极板是电堆中的核心部件，其主要作用是分隔燃料与氧化剂，支撑膜电极，通过表面的流场运输气体，收集、传导反应生成的电流、热量和水等。
碳纤维石墨复合双极板由于其良好的导热性、稳定性和耐腐蚀性等性能，具有很大的应用前景。碳纤维做基材可以为产品提供很高的抗弯强度。
现有碳纤维石墨双极板的制备工艺产品成型时间长，且原材料可调节性较差。
发明内容
本发明实施例提供一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法，旨在解决现有碳纤维石墨双极板的制备工艺产品成型时间长，且原材料可调节性较差的问题。本发明制备获得的碳纤维石墨复合双极板提高碳纤维石墨复合双极板原材料的可调节性、且降低产品成型时间。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种碳纤维石墨复合双极板的制备方法，包括如下步骤：
S01：将石墨、树脂和脱模剂混合均匀，获得石墨树脂溶液；
S02：将干碳纤维编织布放置在预热的模具上；
S03：将S01中混合均匀的石墨树脂溶液倒在干碳纤维编织布上；
S04：将模具合模加压，并开始抽真空，保压；
S05：将模具打开脱模，获得碳纤维石墨复合双极板。
步骤S01中，
所述石墨、树脂和脱模剂质量比为30～50：50～60：0.5～2。
所述混合均匀，具体为：先将树脂加热到低粘度温度区间，再把石墨和脱模剂添加进去混合均匀。进一步优选的，树脂加热温度根据树脂的温度粘度曲线，将树脂加热到低粘度温度区间，每种树脂根据树脂特性选取温度。
所述树脂为无需溶剂的液态树脂，优选为热固性树脂或热塑性树脂中的至少一种；进一步优选的，所述热固性树脂为聚酰亚胺或酚醛树脂中的至少一种；所述热塑性树脂为聚醚醚酮。
所述脱模剂为金属皂类、脂肪酸酯或烯经类蜡中的至少一种。
步骤S02中，
所述预热的温度为120℃～180℃。
步骤S02中模具提前预热至设定温度，提高的加工效率。
步骤S04中，
所述加压的压力为2000KN-3000KN。
所述保压的时间为8min-10min。
步骤S05中，
所述脱模的方式为保压完成后立即脱模，提高了工艺效率。本申请的脱模工艺无需按照常规冷却后(如冷却至60℃以下)再脱模。
一种碳纤维石墨复合双极板由上述的制备方法获得。
本发明的技术方案与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，通过干碳纤维编织布放置在预热的模具上、模具预热的温度为120℃～180℃、以及脱模的方式为保压完成后无需降温立即脱模；可以提高碳纤维石墨复合双极板原材料的可调节性；并可以降低产品成型时间。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
目前，现有碳纤维石墨双极板的制备工艺产品成型时间长，且存在原材料可调节性较差的问题。为了解决上述技术问题，本发明提出了一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法。
实施例1
一种碳纤维石墨复合双极板的制备方法，包括如下步骤：
S01：将石墨、酚醛树脂和脱模剂混合均匀，其中石墨、树脂和脱模剂比例为40：60：0.5，所述比例为质量比，获得石墨树脂溶液；所用脱模机为金属皂类脱模剂；
S02：将干碳纤维编织布放置在预热至120℃的模具上；
S03：将30g步骤S01的石墨树脂溶液倒在干碳纤维编织布上；
S04：将模具合模加压，加压压力2000KN，并抽真空，保压10min，
S05：保压完成后即刻脱模，获得碳纤维石墨复合双极板。
上述制备方法所得的碳纤维石墨复合双极板的制备时间比现有工艺提高50％。制备工艺时间缩短并且不影响制备获得的碳纤维石墨复合双极板的性能。
实施例2
一种碳纤维石墨复合双极板的制备方法，包括如下步骤：
S01：将石墨、聚酰亚胺树脂和脱模剂混合均匀，其中石墨、树脂和脱模剂比例为45：55：0.5，所述比例为质量比，获得石墨树脂溶液；所用脱模剂为、脂肪酸酯类脱模剂；
S02：将干碳纤维编织布放置在预热至180℃的模具上；
S03：将50g步骤S01的石墨树脂溶液倒在干碳纤维编织布上；
S04：将模具合模加压，加压压力3000KN，并抽真空，保压8min，
S05：保压完成后即刻脱模，获得碳纤维石墨复合双极板。
上述制备方法所得的碳纤维石墨复合双极板的制备时间比现有工艺提高60％并且不会出现溢胶情况而伤害模具。制备工艺时间缩短并且不影响制备获得的碳纤维石墨复合双极板的性能。
本发明的技术方案与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，通过干碳纤维编织布放置在预热的模具上、模具预热的温度为120℃～180℃、以及脱模的方式为保压完成后无需降温立即脱模；可以提高碳纤维石墨复合双极板原材料的可调节性；并可以降低产品成型时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种碳纤维石墨复合双极板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S01：将石墨、树脂和脱模剂混合均匀，获得石墨树脂溶液；
S02：将干碳纤维编织布放置在预热的模具上；
S03：将S01中混合均匀的石墨树脂溶液倒在干碳纤维编织布上；
S04：将模具合模加压，并开始抽真空，保压；
S05：将模具打开脱模，获得碳纤维石墨复合双极板。
2.根据权利要求1所述的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S01中，所述石墨、树脂和脱模剂质量比为30～50：50～60：0.5～2。
3.根据权利要求1所述的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S01中，所述混合均匀，具体为：先将树脂加热到低粘度温度区间，再把石墨和脱模剂添加进去混合均匀。
4.根据权利要求1所述的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S01中，所述树脂为热固性树脂或热塑性树脂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，其特征在于：所述热固性树脂为聚酰亚胺或酚醛树脂中的至少一种；所述热塑性树脂为聚醚醚酮。
6.根据权利要求1所述的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S01中，所述脱模剂为金属皂类、脂肪酸酯或烯经类蜡中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S02中，所述预热的温度为120℃～180℃。
8.根据权利要求1所述的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S04中，所述加压的压力为2000KN-3000KN；
所述保压的时间为8min-10min。
9.根据权利要求1所述的碳纤维石墨复合双极板的制备方法，其特征在于：步骤S05中，所述脱模的方式为保压完成后立即脱模。
10.一种碳纤维石墨复合双极板由权利要求1-9任一项所述的制备方法获得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410523184.3A CN118198402A (zh) | 2024-04-28 | 2024-04-28 | 一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410523184.3A CN118198402A (zh) | 2024-04-28 | 2024-04-28 | 一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118198402A true CN118198402A (zh) | 2024-06-14 |
Family
ID=91405302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410523184.3A Pending CN118198402A (zh) | 2024-04-28 | 2024-04-28 | 一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118198402A (zh) |
-
2024
- 2024-04-28 CN CN202410523184.3A patent/CN118198402A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113386385B (zh) | 一种燃料电池用模压石墨板的量产方法 | |
| CN113270605B (zh) | 一种冷压复合双极板的制备方法 | |
| CN100423925C (zh) | 质子交换膜燃料电池用高分子树脂复合双极板的制备方法 | |
| CN100452248C (zh) | 无脱模剂复合绝缘子芯棒 | |
| CN113555578A (zh) | 一种燃料电池双极板用的复合石墨材料及其制备方法 | |
| CN102569825A (zh) | 导电塑料复合电极及其制作方法 | |
| CN108794752B (zh) | 一种热固性聚酰亚胺及其应用 | |
| CN112310426A (zh) | 石墨双极板制备方法及其制备的石墨双极板 | |
| CN114824344B (zh) | 石墨-树脂复合双极板及其制备方法和应用 | |
| CN110590230B (zh) | 一种燃料电池石墨双极板制备方法 | |
| CN102931420A (zh) | 碳素/树脂复合材料及其用途 | |
| CN118198402A (zh) | 一种碳纤维石墨复合双极板及其制备方法 | |
| CN100415820C (zh) | 航空航天飞行器用膨化聚四氟乙烯密封板材的制备方法 | |
| JP3413368B2 (ja) | 燃料電池、燃料電池用セパレータ及びその製造方法 | |
| CN114759209B (zh) | 一种膨胀石墨/聚酰亚胺-聚醚砜复合双极板及其制备方法 | |
| CN109591232A (zh) | 一种燃料电池用双极板的脱模方法及其应用 | |
| CN101150180A (zh) | 用预成型坯的燃料电池隔板的制造方法及由此制造的隔板 | |
| CN115322516A (zh) | 一种高性能燃料电池双极板基材及其制备方法 | |
| JPS63105473A (ja) | 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 | |
| CN113903937A (zh) | 快速模压复合石墨双极板及其制备方法、及燃料电池 | |
| CN113659165A (zh) | 一种碳基复合导电浆料、石墨板及其制备方法 | |
| CN207743330U (zh) | 一种制备燃料电池用复合双极板的装置 | |
| CN111326759B (zh) | 一种用作质子交换膜燃料电池双极板的石墨基导电复合材料及其制备 | |
| CN103145935A (zh) | 一种储能电碳用酚醛树脂的制备方法 | |
| CN117901434A (zh) | 一种燃料电池石墨复合双极板及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |