[发明专利]一种燃料电池用双极板的脱模方法及其应用

说明书

本发明公开了一种燃料电池用双极板的脱模方法，该方法主要以耐高温薄膜和廉价溶剂、脱模剂、分散剂为原料，设计了密实的复合层状结构，使双极板和模具的内表面产生良好的物理隔离，进而将双极板顺利脱模。和传统的外脱模和内脱模工艺相比，本发明既不需要使用甲基硅油等易残留的高沸点溶剂，降低了模具清理的难度；也无需使用会对双极板性能产生不利影响的内脱模剂。本发明制得的双极板外表面和流道结构无损，方法适用性广，脱模效果好。

技术领域

本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池用双极板的脱模方法及其应用。

技术背景

能源问题与环境的日益严峻迫使人们不断地寻求更加清洁高效的新型能源，燃料电池(Fuel Cells)是一种将化学能直接转化为电能的能量转化装置，具有能量转化效率高、能量密度高、环境友好等众多优点，受到人们的日益关注。

双极板是燃料电池的关键部件，模压成型工艺是制备双极板的一种重要方法，这种方法具有原料适用性广、制品质量高、流场可通过模压直接成型等一系列优点，但是双极板在热压过程中，常常会与模具的内表面形成非常强的结合力，这会给双极板的脱模带来很大的困难，这会对双极板的表面和流道带来一定的破坏，影响了双极板的产品质量。

专门介绍双极板脱模方法的专利和文献报道很少，在生产过程中往往参考高分子材料模压成型的脱模方法进行双极板脱模。从脱模方式来划分，脱模方法可以分为外脱模剂脱模、内脱模剂脱模、以及内外脱模剂混合脱模。外脱模剂脱模主要指的是预先在模具内表面涂覆高沸点溶剂，或者熔点较低、蒸气压较低的固体粉末，使双极板在热压过程中，可以与模具产生有效的物理隔离，降低脱模的难度和双极板的表面缺陷。这种方法的缺点在于高沸点溶剂在热压过程中往往会渗入双极板内部，对制品造成污染，难以完全除去。此外在热压过程中，高沸点溶剂在模具和双极板之间直接形成的液膜厚度不均匀，这会造成双极板的某些部分仍然与模具内表面之间直接接触，脱模较困难。内脱模剂脱模是指将一定比例的脱模剂直接与双极板原料混合，再采用成型工艺生产制品。在热压过程中，脱模剂会先熔化，再扩散至双极板与模具界面，形成隔膜产生物理隔离，这种脱模方法应用面广，脱模效果较好。但是如果脱模剂的用量较少，难以形成产生完整隔膜；如果脱模剂的用量较多，势必会对双极板的结构和性能产生不利影响。

发明内容

针对模压双极板脱模存在的问题，本发明提供了一种用于双极板脱模的复合膜以及脱模方法，通过在耐高温薄膜喷涂脱模剂浆液，再干燥，制备超薄密实复合层状结构，降低双极板脱模难度，实现双极板的良好脱模。

为了实现以上目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明一方面提供一种用于双极板脱模的复合膜，所述复合膜为喷涂有脱模剂浆液的耐高温薄膜；所述脱模剂浆液包含外脱模剂A、分散剂C和溶剂B；以质量份数计，所述外脱模剂A为10-15份；所述分散剂C为2-5份；所述溶剂B为80-110份。

基于以上技术方案，优选的，所述外脱模剂A为硬脂酸锌、硬脂酸钠、聚四氟乙烯粉、滑石粉中的一种或多种；所述溶剂B为无水甲醇、无水乙醇、无水异丙醇、去离子水中的一种或者多种；所述分散剂C为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素的一种或者多种；所述耐高温薄膜为聚四氟乙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚偏氟乙烯薄膜、聚酯薄膜的任意一种。

基于以上技术方案，优选的，所述耐高温薄膜厚度为0.5mm-2.5mm。

基于以上技术方案，进一步优选的，所述硬脂酸锌、硬脂酸钠的纯度为普通市售化学纯级，所述聚四氟乙烯粉的分子量为25万-40万，粒径为1200目-2400目；所述滑石粉粒径为1500目-3000目；

基于以上技术方案，进一步优选的，所述羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素的纯度为市售分析纯级。

本发明还提供一种上述复合膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：