本发明涉及石墨双极板制备,具体涉及一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法。
背景技术:
1、双极板是pemfc的重要组成部件,其作用主要体现在隔离与分配氧化剂和燃料、传导电流、支撑膜电极、调节电堆内部温度等,需要满足导电、抗弯强度、耐腐蚀等方面的性能要求。
2、燃料电池双极板主要采用石墨和金属材料。金属双极板金属板的力学性能、导电性和导热性都很优异,但是耐腐蚀性较差,严重制约了金属双极板的实际应用。石墨双极板主要包括机械雕刻制备的硬质石墨双极板和模压及浸渗制备的柔性石墨双极板。
3、目前,采用模压及浸渗制备柔性石墨双极板,需先通过压力机将柔性石墨板原料进行模压,再经过浸渍设备浸渗树脂,然后清洗、固化、干燥、和极板粘接等工序。
4、pemfc柔性石墨双极板生产过程中主要是浸渗时间比较长,通常需要几个小时甚至更长时间才能将树脂完全浸渗至柔性石墨双极板的孔隙中。
5、因此,现有石墨双极板的浸渗工艺不仅时间长,批量化生产的效率低,且所获得的石墨双极板的性能不高(如抗弯强度)。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法,以解决现有技术中,石墨双极板的浸渗工艺不仅时间长,批量化生产的效率低,且所获得的石墨双极板的性能不高的技术问题。
2、为解决上述技术问题,本发明具体提供下述技术方案:
3、一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法,包括如下步骤:
4、步骤100、在浸渗罐中放入待浸渗处理的石墨双极板;
5、步骤200、在储液罐中储存预设量的树脂溶液,通过浸渗管路和回流管路分别各自连通所述储液罐和所述浸渗罐,所述浸渗管路用于形成树脂溶液自储液罐向所述浸渗罐的通路,所述回流管路用于形成树脂溶液自浸渗罐向所述储液罐的通路;
6、步骤300、用真空泵对所述浸渗罐进行抽真空处理;
7、步骤400、打开浸渗管路,闭合回流管路,所述储液罐内的树脂溶液在所述浸渗罐内的负压作用下进入所述浸渗罐后闭合浸渗管路;
8、步骤500、然后通过向所述浸渗罐中泵入气体,以使得浸渗罐中的压力达到第一压力预设值,以进行石墨双极板的树脂浸渗工序;
9、步骤600、完成石墨双极板的树脂浸渗后,打开回流管路,树脂溶液在浸渗罐内气压的作用下,回流至所述储液罐;
10、步骤700、取出完成浸渗后的石墨双极板成品。
11、作为本发明的一种优选方案,每完成一次浸渗工序后,在树脂溶液回流至储液罐时,向所述储液罐内补充树脂溶液。
12、作为本发明的一种优选方案,在浸渗罐内气压无法满足使树脂溶液完全回流至储液罐时,在回流管路打开之前,通过真空泵抽取储液罐内的部分气体或抽为真空状态。
13、作为本发明的一种优选方案,在储液罐上外接泄压阀,通过压力感应器监测储液罐内的压力,并在储液罐内的压力值超出第二压力预设值时,通过控制系统自动打开泄压阀泄压至所述储液罐内压力值低于第二压力预设值。
14、作为本发明的一种优选方案,在浸渗罐上外接泄压阀,通过压力感应器监测浸渗罐内的压力,并在浸渗罐内的压力值超出第二压力预设值时,通过控制系统自动打开泄压阀泄压至所述浸渗罐内压力值低于第二压力预设值。
15、作为本发明的一种优选方案,所述第二压力预设值为1.5mpa。
16、作为本发明的一种优选方案,所述第一压力预设值为0.8~1.5mpa;
17、其中,向所述浸渗罐中泵入气体的方式为:通过所述空压机输出气体,并经过气体增压装置进行增压,以使得泵入浸渗罐中的气体达到第一压力预设值。
18、作为本发明的一种优选方案,所述气体增压装置用于将气体增压至1.3mpa后送入所述浸渗罐。
19、作为本发明的一种优选方案,在回流管路上设置过滤装置,在树脂溶液自浸渗罐向所述储液罐回流的过程中过滤树脂中包含的石墨碳粉颗粒。
20、作为本发明的一种优选方案,在回流管路上设置过滤装置过滤树脂溶液中包含的石墨碳粉颗粒的具体方法包括:
21、步骤1、过滤装置包括在回流管路上构建的第一过滤通道和第二过滤通道,第一过滤通道和第二过滤通道之间能够进行位置切换,在第一过滤通道和第二过滤通道中均设置过滤主体;
22、其中,第一过滤通道或第二过滤通道的过滤主体在接入回流管路时,其进液口始终朝向浸渗罐;
23、步骤2、在第一过滤管道作为回流管路的一部分连通所述回流管路时,浸渗罐中流向储液罐的树脂溶液被过滤主体的过滤;
24、将第二过滤通道接入清洗管路中,通过清洗管路一端的供液端向管道中注入清洗液,冲洗第二过滤通道中的过滤主体,冲洗后的溶液被清洗管路另一端连接的收集端收集;
25、步骤3、在第一过滤管道工作一段时间后切换第一过滤通道和第二过滤通道的位置,使第二过滤通道接入回流管路,第一过滤通道接入清洗管路;
26、其中,供液端提供的清洗液通过第一过滤通道或第二过滤通道的方向与树脂溶液在第一过滤通道或第二过滤通道中流动的方向相反。
27、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果:
28、本发明通过提高浸渗罐内压力,从而提高石墨极板的浸渍压力,同时通过真空泵控制浸渗罐和树脂储液罐内的负压状态,使得树脂在两个管罐体之间流转,能够在减少柔性石墨双极板的树脂浸渗时间,实现pemfc柔性石墨双极板的树脂高效浸渗,且能够提高石墨双极板的抗弯强度。
1.一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法,其特征在于,
4.根据权利要求1所述的一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法,其特征在于,
5.根据权利要求1所述的一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法,其特征在于,
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9.根据权利要求1所述的一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法,其特征在于,
10.根据权利要求9所述的一种批量化制备pemfc柔性石墨双极板的浸渗方法,其特征在于,
