[发明专利]质子交换膜燃料电池双极板制造方法

摘要

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池双极板制造方法，包括配制浆料、素坯成型、干燥、埋碳烧结、浸渍、碳化等步骤。利用本发明制作的双极板具有机械强度高、重量轻、导电性能好、长期运行对质子交换膜燃料电池无毒害与污染等特点。是一种快速、高效、低成本、批量地生产PEMFC双极板的工艺。

主权项

1、一种质子交换膜燃料电池双极板制造方法，其特征是：包括下列步骤：①配制第一、第二组份浆料：将丙烯酰胺单体、中间相碳颗粒、碳纤维、交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺、分散剂吐温80、催化剂N，N，N，N-四甲基乙二胺、分散剂介质--去离子水以下列重量比例在球磨机中球磨混合均匀，得第一组份浆料：丙烯酰胺单体5～18％，中间相碳颗粒40～60％，碳纤维5～15％，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.16～3％，分散剂吐温80 0.1～0.3％，催化剂N，N，N，N-四甲基乙二胺0.2～0.6％，余量为分散剂介质--去离子水；将丙烯酰胺单体、交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺、中间相碳颗粒、碳纤维、分散剂吐温80、引发剂过硫酸铵及分散剂介质去离子水以下列重量比例在球磨机中球磨混合均匀，得第二组份浆料：丙烯酰胺单体5～18％，交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.16～3％，中间相碳颗粒40～60％，碳纤维5～15％，引发剂过硫酸铵0.2～0.6％，分散剂吐温80 0.1～0.3％，余量为分散剂介质去离子水；②素坯成型：将上述第一、第二组份浆料分别放入不同的设有搅拌器的储料罐中，开启与储料罐连接的低压循环系统进行低压循环，浆料混合均匀，然后关闭低压阀门，将浆料通过高压循环装置进行高压循环，通过高压计量泵按1∶1的重量比将第一、第二组份浆料送入混合头，再开启混合头进行注射至模具，脱模得中间相碳颗粒与碳纤维的复合素坯；③干燥处理：将素坯在60wt％～100wt％乙醇水溶液中浸泡24～72小时，然后在室温下干燥至素坯体积不再发生变化，然后将素坯在80～100℃条件下再干燥处理2～24小时；④埋碳烧结：将经上述处理的素坯用硅砂包覆，然后用碳粉包覆在硅砂外面，然后进行烧结处理，得到双极板制品；⑤浸渍处理：将烧结后的双极板制品用煤沥青或芳香族热固性树脂浸渍，然后在真空反应釜中进行抽真空处理，抽真空结束后，向真空反应釜中加入160～180℃的煤沥青，浸没双极板制品，并对浸渍液用氮气加压处理2～4小时，然后将将剩余的煤沥青压回贮槽，然后将冷却水通入浸渍真空反应釜中，将浸渍品冷却，取出制品；⑥炭化处理：将经上述处理的双极板制品，在1000～1200℃下炭化处理1～5小时，得到产品。