[发明专利]一种高湿润角柔性石墨极板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高湿润角柔性石墨极板及其制备方法，该方法包括如下步骤：步骤一、将模具的流场区域进行磨砂处理，得到具有磨砂流场的模具；步骤二、利用步骤一所得的模具对柔性石墨板坯进行成型，再依次进行浸渍、固化和粘接，得到高湿润角柔性石墨极板。与现有技术相比，本发明能够将极板表面的润湿角增加20°以上；且无需对材料进行表面改性处理就能提升润湿角。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种高湿润角柔性石墨极板及其制备方法。

背景技术

双极板是燃料电池的重要组成部件之一。电池进行电化学反应过程中产生的水，能否顺利排出是燃料电池稳定高效运行的保证，如果不能及时的把电池生成的水排出，随着反应的进行，将会出现“电极水淹”现象，有时也会使膜局部出现溶胀现象，从而使电池的各项性能降低，甚至因无法稳定运行而停止工作。因此，电池反应生成的水能否顺利排出，对燃料电池的稳定高效运行十分重要。目前平行流场可作为其排水装置，而平行流场由于反应气体在直流道中存留时间短，流速相对较低，使得生成的水大都在流道内形成液柱，堵塞流道，极大的影响电池性能。

现有技术中，对于金属极板，使用镀层工艺对材料进行表面改性处理，从而实现极板润湿性的改善，但是镀层在使用过程中容易被腐蚀，该种金属极板难以长时间使用；对于石墨极板，通过改进流场结构实现极板排水能力的改善，但是极板的流场结构的改变需要重新设计模具，需要投入的成本大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种高湿润角柔性石墨极板及其制备方法。该制备方法能够将极板表面的润湿角增加20°以上；且无需对材料进行表面改性处理就能提升润湿角。

本发明的发明构思：设计人通过在柔性石墨极板成型过程中直接改变流场内的表面微观结构，改善极板排水特性。故在平压或辊压模具流场区域进行表面磨砂处理，使用磨砂后的模具直接对柔性石墨板坯进行成型，从而得到高润湿角的柔性石墨极板

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明目的之一在于一种高湿润角柔性石墨极板的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、将模具的流场区域进行磨砂处理，得到具有磨砂流场的模具；

步骤二、利用步骤一所得的模具对柔性石墨板坯进行成型，再依次进行浸渍、固化和粘接，得到高湿润角柔性石墨极板。

进一步地，所述磨砂处理方式包括表面喷砂、化学腐蚀或激光雕刻中的一种或几种。更具体地，所用的柔性石墨极板胚的面密度为45-60mg/cm²，优选地，面密度可为50、55或60mg/cm²。

进一步地，所述的磨砂流场的磨砂目数为30-50000目。

进一步地，所述的磨砂流场的磨砂目数为50-10000目。

进一步地，所述的高湿润角柔性石墨极板湿润角为100-140°。优选地，高湿润角柔性石墨极板湿润角为120-130°，为采用磨砂模具制备的柔性石墨极板湿润角为80°左右。通过该方法能够将极板表面的润湿角增加20°以上。

进一步地，所述的模具为平压模具或辊压模具中的一种。

进一步地，所述的模具的材质为铝合金或模具钢。

进一步地，所述的激光雕刻采用的颗粒粒径为1-1.5μm。

进一步地，所述的表面喷砂采用的颗粒粒径为250-300μm。

本发明目的之二在于一种如上所述的制备方法得到的高湿润角柔性石墨极板。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明提供的方法能够将极板表面的润湿角增加20°以上；