同济大学明平文获国家专利权
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龙图腾网获悉同济大学申请的专利一种分层式石墨复合双极板及制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN111883794B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202010734155.3,技术领域涉及:H01M8/0228;该发明授权一种分层式石墨复合双极板及制备方法是由明平文;郑俊生;张存满;彭宇航;樊润林设计研发完成,并于2020-07-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种分层式石墨复合双极板及制备方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种分层式石墨复合双极板及制备方法,分层式石墨复合双极板包括中间层和设置于中间层两侧的表面层,中间层为热塑性树脂石墨复合材料板材,表面层为热固性树脂石墨复合材料层,且表面层的外表面具有流道结构。与现有技术相比,本发明通过利用热塑性复合材料制作中间层,在制作过程中辅助提高了热固性复合材料的给料精度,同时有助于缓解高碳含量下热固性复合材料成型可靠度低的问题;此外,分层式极板中高树脂含量的中间层提升了双极板的抗弯强度和气密性,高碳含量的表面层提升了其电导率;依靠不同功能层的分别优化实现了双极板整体性能的提升,同时制备工艺简便,有利于批量生产,具有较高的实用价值。
本发明授权一种分层式石墨复合双极板及制备方法在权利要求书中公布了:1.一种分层式石墨复合双极板,其特征在于,包括中间层和设置于中间层两侧的表面层,所述的中间层为热塑性树脂石墨复合材料板材,表面层为热固性树脂石墨复合材料层,且表面层的外表面经热固化成型形成流道结构; 所述的热塑性树脂石墨复合材料板材由热塑性树脂与石墨材料制成的复合材料加工成型,热塑性树脂与石墨材料的质量比为5:5,所述的石墨材料的粒径为40μm-80μm;热塑性树脂石墨复合材料板材的厚度为0.1mm-0.2mm; 所述的热固性树脂石墨复合材料层由热固性树脂和石墨材料混合成的母料制成,所述的石墨材料和热固性树脂的质量比为7:3-9:1,所述的石墨材料的粒径为1μm-100μm,所述的热固性树脂石墨复合材料层的厚度为0.1mm-0.5mm,且成型极板的厚度小于1.4mm; 所述的流道结构通过热模压在表面层固化成型,其深度小于表面层厚度,所述的中间层保持平面结构,不参与流道成型; 制备方法包括以下步骤: S1:通过滚压成型的方式制备热塑性树脂石墨复合材料板材; S2:制备热固性树脂石墨复合材料的母料; S3:向干燥模具中依次填入热固性树脂石墨复合材料的母料、热塑性树脂石墨复合材料板材和热固性树脂石墨复合材料的母料,进行干燥处理; S4:将步骤S3干燥后的物料连同干燥模具一起放入热模压模具中,加压加热成型,冷却后得到所述的分层式石墨复合双极板; 步骤S1包括以下过程: S11:将热塑性树脂与石墨粉末干混,均匀混合后干燥,制得母料A: S12:将母料A保持恒定的给料速率进行预热箱中进行预热; S13:将预热后的母料A由传送机构输送,经粗轧、精轧,加工成目标厚度的连续板材,将连续板材切割并冷却降温后,得到所述的热塑性树脂石墨复合材料板材; 步骤S1中,母料A的给料速率和传送机构的传送速率根据母料A中热塑性树脂的流动性以及石墨粉末的含量调整;母料A的预热温度根据母料A中热塑性树脂的种类和石墨粉末的含量调整;粗轧和精轧由水平轧辊和立辊联合组成的联合辊组完成,水平轧辊和立辊分别实现对于成型板材厚度和宽度的加工;根据母料A中的热塑性树脂的种类和石墨粉末的含量,精轧工序可由3-10组精轧辊组完成;连续板材由限位辊裁剪成具有目标长度的板材; 步骤S2中,通过向热固性树脂中依次加入溶剂和石墨材料,充分混合,得到热固性树脂石墨复合材料的母料;所述的溶剂为易挥发的极性溶剂,包括丙酮、和或无水乙醇、和或正丁醇、和或乙二醇、和或异丙醇;所述的溶剂的质量与热固性树脂和石墨材料总质量之比为1:9-2:8; 步骤S3中,干燥处理为在80℃条件下真空干燥1h-2h;步骤S3中,干燥处理前振实,实现干燥模具中热固性树脂石墨复合材料的母料的均匀分布,振实后热固性树脂石墨复合材料的母料的填充厚度为0.8mm-2.0mm; 步骤S4中,加压加热成型过程中,首先以1MPa-10MPa的压力预压1min,随后模压温度升至140℃-180℃,热模压的成型压力升至15MPa-30MPa,保持0.5h-1h;冷却后脱模即可得到所述的分层式石墨复合双极板。
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