[发明专利]一种石墨-金属边框复合双极板及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨-金属边框复合双极板，所述双极板分为阴极板和阳极板，其特征在于：所述阴极板和阳极板均由金属边框和石墨板粘结而成；其中，整个石墨板通过金属边框上的粘结区粘结在金属边框的内部，所述阴极板和阳极板密封连接后，形成石墨-金属边框复合双极板；

所述阳极板的金属边框上设置有燃料入口、燃料出口、燃料出口分配槽、燃料入口分配槽、定位销孔、密封槽；

所述阴极板的金属边框上设置有氧化剂入口、氧化剂出口、氧化剂出口分配槽、氧化剂入口分配槽、定位销孔、密封槽；

所述燃料入口设置在阳极板的金属边框的一端，且燃料入口为两组，第一燃料入口和第二燃料入口沿阳极板的金属边框的水平轴线对称分布；所述燃料出口设置在阳极板的金属边框的另一端，且燃料出口为两组，第一燃料出口和第二燃料出口沿阳极板的金属边框的水平轴线对称分布；

燃料入口分配槽包括第一燃料入口分配槽和第二燃料入口分配槽，燃料出口分配槽包括第一燃料出口分配槽和第二燃料出口分配槽，所述第一燃料入口分配槽和第一燃料入口连接，第二燃料入口分配槽和第二燃料入口连接；所述第一燃料出口分配槽和第一燃料出口连接，第二燃料出口分配槽和第二燃料出口连接；

所述氧化剂入口设置在阴极板的金属边框的一端，且氧化剂入口为两组，第一氧化剂入口和第二氧化剂入口沿阴极板的金属边框的水平轴线对称分布；所述氧化剂出口设置在阴极板的金属边框的另一端，且氧化剂出口为两组，第一氧化剂出口和第二氧化剂出口沿阴极板的金属边框的水平轴线对称分布；

氧化剂入口分配槽包括第一氧化剂入口分配槽和第二氧化剂入口分配槽，氧化剂出口分配槽包括第一氧化剂出口分配槽和第二氧化剂出口分配槽，所述第一氧化剂入口分配槽和第一氧化剂入口连接，第二氧化剂入口分配槽和第二氧化剂入口连接；所述第一氧化剂出口分配槽和第一氧化剂出口连接，第二氧化剂出口分配槽和第二氧化剂出口连接；

所述阳极板的石墨板上设置有燃料流道，阴极板的石墨板上设置有氧化剂流道；

所述燃料流道和氧化剂流道均为凹凸形结构，燃料流道和氧化剂流道的深度均为0.3～0.4mm，宽度为1mm；

所述金属边框的厚度为0.1～0.2mm；所述石墨板的厚度为0.8～1.2mm。

2.如权利要求1所述的石墨-金属边框复合双极板，其特征在于：所述定位销孔对称地分布在金属边框的四角；所述密封槽与粘结区连接，密封槽设置在粘结区的外侧。

3.如权利要求1所述的石墨-金属边框复合双极板的制备方法，包括以下步骤：

1)石墨板的制备：将石墨基材、粘结剂和添加剂混合、搅拌均匀，然后在模具内压制成石墨板，石墨板上分布有燃料流道或氧化剂流道；

2)阳极板的金属边框制备：将金属板在模具内冲压成形，冲压成形后的阳极板的金属边框上分布有第一燃料入口、第二燃料入口、第一燃料出口、第二燃料出口、第一燃料入口分配槽、第二燃料入口分配槽、第一燃料出口分配槽、第二燃料出口分配槽、定位销孔、密封槽、粘结区；

3)阴极板的金属边框制备：将金属板在模具内冲压成形，冲压成形后的阴极板的金属边框上分布有第一氧化剂入口、第二氧化剂入口、第一氧化剂出口、第二氧化剂出口、第一氧化剂入口分配槽、第二氧化剂入口分配槽、第一氧化剂出口分配槽、第二氧化剂出口分配槽、定位销孔、密封槽、粘结区；

4)将步骤1)中的包含燃料流道的石墨板卡和在步骤2)中的阳极板的金属边框的粘结区内后，通过导电胶进行粘结，得到阳极板；然后将步骤1)中的包含氧化剂流道的石墨板卡和在步骤3)中的阴极板的金属边框的粘结区内后，通过导电胶进行粘结，得到阴极板；最后，将阳极板和阴极板合并后通过定位销孔固定，再通过密封槽密封，即得石墨-金属边框复合双极板；

所述添加剂选自增强剂和导电填料。

4.如权利要求3所述的石墨-金属边框复合双极板的制备方法，其特征在于：所述石墨基材包括天然石墨、人造石墨、膨胀石墨；

所述粘结剂为热塑性树脂。

5.如权利要求3所述的石墨-金属边框复合双极板的制备方法，其特征在于：所述粘结剂包括酚醛树脂、聚乙烯、聚丙烯。