一种燃料电池双极板表面微结构的制备方法与流程

技术特征：
1.一种燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于，包括：(1)将金属板进行表面电镀处理，获得表面形成一层钛或钛合金电镀层的金属板；(2)将步骤(1)得到的金属板进行碱热处理，在钛或钛合金表面接枝羟基；随后进行表面氨基化处理，使钛或钛合金表面带有氨基；(3)将步骤(2)得到的金属板浸入氧化石墨烯溶液中，使接枝表面形成一层氧化石墨烯层；(4)将步骤(3)得到的金属板放到3d打印平台，按照既定流道形状，进行3d打印；(5)对步骤(4)得到的金属板进行水热处理，接枝到表面的氧化石墨烯还原并聚合成膜；(6)将步骤(5)得到的金属板浸入低分子量的环氧树脂溶液中，加入交联剂对环氧树脂进行交联反应，取出干燥后获得燃料电池双极板。2.如权利要求1所述的燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述金属板为金属、金属合金或多层金属复合材料，所述电镀层厚度为1-30μm；若所述金属板为钛或钛合金，则无需进行电镀处理。3.如权利要求2所述的燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述碱热处理指，将金属板置于1-5m的naoh溶液中，碱热处理温度为80-120℃，碱热处理时间为1-3h。4.如权利要求3所述的燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述表面氨基化处理指，将3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇和去离子水配置成反应溶液，将经过碱热处理的金属板置于该反应溶液中静置反应2-12h。5.如权利要求4所述的燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述氧化石墨烯溶液浓度为0.05-0.3g/ml，反应时间为0.5-5h。6.如权利要求4所述的燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述既定流道为燃料电池双极板流道。7.如权利要求3所述的燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述3d打印所用的浆料，按重量份数主要包括氧化石墨烯10-30份、石墨烯10-30份、碳纳米管10-30份、海藻酸钠5-10份、泊洛沙姆5-10份以及去离子水40-80份。8.如权利要求1所述的燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，所述水热处理指，将金属板置于水热反应釜中，在水溶液中进行水热反应，反应时间为2-6h，反应温度为120-180℃。9.如权利要求1所述的燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于：步骤(6)具体指，将环氧树脂溶解于丙酮后浸入步骤(5)得到的金属板5-30min，取出金属板后用丙酮轻轻冲洗2-3次，再浸入交联剂溶液中进行交联反应5-20min；所述环氧树脂的分子量为300。10.如权利要求1所述的燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其特征在于：所述交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和乙二酸中的一种。

技术总结
本申请提供了一种燃料电池双极板表面微结构的制备方法，其解决了现有金属双极板成形困难，且耐腐蚀性能和导电性能不理想的技术问题；包括：(1)将金属板进行表面电镀处理，获得表面形成钛或钛合金电镀层的金属板；(2)将步骤(1)进行碱热处理，在钛或钛合金表面接枝羟基；进行表面氨基化处理，使钛或钛合金表面带有氨基；(3)浸入氧化石墨烯溶液中，使表面形成一层氧化石墨烯层；(4)将金属板放到3D打印平台，进行3D打印；(5)进行水热处理，接枝到表面的氧化石墨烯还原并聚合成膜；(6)将浸入低分子量的环氧树脂溶液中，加入交联剂进行交联反应，干燥后获得燃料电池双极板。本申请广泛应用于电池电极技术领域。用于电池电极技术领域。


技术研发人员：张鹏 刘康 朱强 王传杰 陈刚
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（威海）
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/2/28