氢能专利库

本发明提供了一种具有均匀的厚度的均质燃料电池隔板材料，厚度的最薄处为0.3mm或更少，可实现燃料电池小型化。其特征在于其可通过以下工艺获得：层叠通过刮刀成膜法使用通过将石墨粉分散在树脂溶液中制得的浆料制得的生板，所述树脂溶液通过将树脂粘合剂和分散剂溶解在有机溶剂中而制得；将层叠的生板进行热压成型。本发明还提供了制造该隔板材料的工艺，其特征在于将100重量份石墨粉分散在通过将10～35重量份的树脂粘合剂和0.1～10重量份的分散剂溶解在有机溶剂中制得的树脂溶液中制得粘度为100～2000mPa·s的浆料；通过刮刀成膜法将浆料涂布在膜上，干燥浆料，其后从膜上除去干燥的涂料制得生板，层叠生板，对层叠的生板进行热压成型。

本发明提供了廉价的适用于聚合物电解质燃料电池的隔板材料，其具有低电阻率、低电阻率各向异性和优异的气密性。隔板材料包括板状石墨和固化树脂成型体，所述成型体包括100重量份石墨粉和10～35重量份热固性树脂，所述石墨粉通过以80∶20～60∶40的重量比混合平均粒径A为1～15μm的人造石墨粉和平均粒径B为A×(2～20)μm的天然石墨粉而制得，石墨粉与热固性树脂结合为整体，且隔板材料具有：电阻率为0.02Ωcm或以下，电阻率各向异性比(厚度方向/平面方向)为2或以下，和透气性为10－6cm3/cm2·min或以下。制造隔板材料的方法包括将石墨粉、热固性树脂、分散介质和分散剂混合制备浆液，对浆液热压成型制成板状，或将浆液涂在基板上得到生板并使生板热压成型制成板状。

本发明提供了一种燃料电池隔板材料，其导电性优异、气密性高、断裂拉伸性高且具有高强度，还提供了该燃料电池隔板材料的制造工艺。燃料电池隔板材料包括通过用热固性树脂粘合球状天然石墨颗粒获得的石墨/固化树脂成型品，所述球状天然石墨颗粒是通过干撞击混合球化平均粒径为1～50μm的天然片状石墨所制备的，且其性质为(1)平均粒径为20～100μm，(2)水中测得的颗粒密度为2g/cm3或更多，且(3)50MPa压力下的压缩复元率为120％或更小，且压缩期间的密度为1.9g/cm3。所述燃料电池隔板材料的制造工艺包括制备具有上述特性的球状天然石墨颗粒，混合球状天然石墨颗粒和热固性树脂，使石墨颗粒与树脂固含量的重量比为90∶10～65∶35，干燥并碾磨该混合物制得成型粉末，用成型粉末填充具有用于形成气体通路的凸出物的模具，在120℃或以上的温度和20～100MPa的压力下，使该成型粉末热压成型。

本发明提供了一种燃料电池隔板材料，该隔板材料的断裂应变率高、强度高，可防止电池堆组装期间的断裂或电池操作期间的破裂，且具有优异的特性，例如优异的导电性和气密性；本发明还提供了制备该燃料电池隔板材料的方法。本发明的燃料电池隔板材料包含碳/固化的树脂成型品，其中碳粉通过粘合剂进行粘结，所述粘合剂包括以下基本组分：由双官能脂肪醇醚型环氧树脂和多官能苯酚型环氧树脂组成的混合树脂、苯酚树脂固化剂和固化促进剂。制备该燃料电池隔板材料的方法包括：将双官能脂肪醇醚型环氧树脂、多官能苯酚型环氧树脂、苯酚树脂固化剂和固化促进剂溶解在有机溶剂中制备树脂溶液，将碳粉混入该树脂溶液中，挥发除去有机溶剂，碾碎该混合物得到模塑粉，将模塑粉填入预制模具中，加载上模具，在1～10MPa的压力下对该模塑粉施压得到预制品，将预制品置入模具中，然后，在20～50MPa的压力和150～250℃的温度下，热压该预制品使成型。

本发明涉及不透气性、强度特性、长期使用的尺寸稳定性及阻碍电池反应的有机物溶出等少的、适于作为固体高分子型燃料电池用的隔板材料及其制造方法，其特征在于，其由石墨/树脂固化成型体构成，该石墨/树脂固化成型体通过以特定范围的当量比混合规定的环氧基当量及羟基当量的环氧树脂与酚醛树脂、作为固化促进剂添加不具有氨基的咪唑化合物的混合树脂来粘接石墨粉末，在90℃的热水中浸渍500小时后的吸水伸长率、浸渍50小时后的铵离子溶出量及TOC溶出量在特定值以下。该制造方法是，将粉碎混合树脂与石墨粉末的混炼物的成型粉末进行预成型，制作预成型件，然后，把预成型件插入成型模具进行热压成型。