[发明专利]一种石墨双极板材料及制备方法

权利要求书

1.一种石墨双极板材料制备方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

第一步，制备高固含量硅溶胶，

A1.1、制备活性硅酸溶液；

A1.2、制备晶种溶液；

A1.3、恒液面下，将步骤A1.1得到的活性硅酸溶液加入到沸腾的晶种溶液中，待反应液中二氧化硅的浓度到达5％～10％时，停止加入活性硅酸溶液；

A1.4、将步骤A1.3得到的反应液温度降至60～80℃，保温反应不低于1小时，并用氨水保持pH值9～11，得到碱性硅溶胶；

A1.5、将步骤A1.4得到的碱性硅溶胶转化为酸性；

A1.6、将步骤A1.5得到的酸性硅溶胶浓缩至SiO2固含量不低于40％；

第二步，石墨双极板表面处理；

第三步，将表面处理后的石墨双极板在第一步制备得到的高固含量硅溶胶中进行压力浸渍、凝胶、烧结。

2.根据权利要求1所述的一种石墨双极板材料制备方法，其特征在于：所述第三步压力浸渍、凝胶通过以下步骤实现，

A3.1、将石墨双极板降温后取出，放入真空压力罐内,从罐上部抽气，达真空度不低于-0.1MPa,并保持10～30min；

A3.2、从罐底部导入高固含量硅溶胶,使高固含量硅溶胶液面逐渐上升到石墨双极板之上并从罐顶流出；

A3.3、使用液压设备以高固含量硅溶胶为介质向罐内加压至3～10MPa，维持30～60min后卸压，将真空压力罐整体加热到70～110℃保持2～10小时使硅溶胶凝胶。

3.根据权利要求1所述的一种石墨双极板材料制备方法，其特征在于：所述第三步处理后的石墨双极板进行性能测试，若孔隙率达不到要求，则重复进行第三步。

4.根据权利要求1所述的一种石墨双极板材料制备方法，其特征在于：所述步骤A1.1中将水玻璃溶液稀释后通过阳、阴离子交换树脂柱，除去金属离子和杂离子，得到3～5％浓度的活性硅酸溶液。

5.根据权利要求1所述的一种石墨双极板材料制备方法，其特征在于：所述步骤A1.2制备晶种溶液通过以下步骤实现，

A2.1、将第一步制备的活性硅酸溶液用氨水调节到pH值为9～11、浓度为1～2％的硅酸水溶液；

A2.2、将步骤A2.1得到的硅酸水溶液加热至沸腾后降至室温，陈化8～24h，形成晶种溶液。

6.根据权利要求1所述的一种石墨双极板材料制备方法，其特征在于：所述步骤A1.4保温反应时间为1～12小时。

7.根据权利要求1所述的一种石墨双极板材料制备方法，其特征在于：所述步骤A1.5中使用阳离子交换柱除去氨，使硅溶胶转化为酸性，得到pH为3～4的酸性硅溶胶。

8.根据权利要求1所述的一种石墨双极板材料制备方法，其特征在于：所述步骤A1.6采用超滤膜或减压蒸馏浓缩，得到二氧化硅浓度为40～55％的硅溶胶。

9.一种采用上述任一方法制备的石墨双极板材料。