[发明专利]一种高分子材料基双极板、及包含其的单电池和电堆

权利要求书

1.一种双极板，其特征在于，至少阳极板包括高分子材料层，所述高分子材料层与导电性扩散层接触；

所述高分子材料层部分覆盖导电性扩散层，高分子材料层覆盖导电性扩散层的部分两者之间形成的空间为流场，流场为反应物分配的区域，未被高分子材料层覆盖的导电性扩散层部分用于电子导出。

2.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述导电性扩散层的至少一条边未被高分子材料层覆盖，用于电子导出。

3.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述高分子材料为塑料，或者塑料与亲水物质混合制成的塑料，所述塑料为单一组分塑料或者至少两种组分掺杂而成的塑料。

4.根据权利要求3所述的双极板，其特征在于，所述亲水物质为亲水性SiO₂气凝胶。

5.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述高分子材料为聚甲氧基硅烷、聚醚酰亚胺、高密度聚乙烯、聚苯乙烯或苯乙烯─丙烯腈共聚物中的任意一种或至少两种的组合，或者上述组分中的任意一种或至少两种与亲水物质混合制成的塑料。

6.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述高分子材料为聚甲氧基硅烷或者聚甲氧基硅烷与亲水物质混合制成的塑料。

7.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述高分子材料层的强度为模量在5～20MPa。

8.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述高分子材料为经过亲水化处理的高分子材料。

9.根据权利要求8所述的双极板，其特征在于，所述亲水化的方法为氧气等离子体刻蚀。

10.根据权利要求8所述的双极板，其特征在于，所述经过亲水化处理的高分子材料，接触角为20～60°。

11.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述导电性扩散层的材质包括石墨烯、单壁碳纳米管或外部碳化包覆的金属纳米线中的任意一种或至少两种的组合而制备的膜。

12.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述导电性扩散层由导电性材料和扩散层构成，且具有反应物透过性，所述导电性材料作为集流网。

13.根据权利要求12所述的双极板，其特征在于，所述导电性材料为石墨烯或金属中的任意一种或至少两种的组合。

14.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述导电性扩散层的厚度为3～50μm。

15.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述双极板包括阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板均由高分子材料层构成，所述阳极板的高分子材料层与导电性扩散层接触，所述阴极板的高分子材料层与另一导电性扩散层接触，且上述的高分子材料层均位于双极板的外侧。

16.根据权利要求15所述的双极板，其特征在于，所述阳极板的导电扩散层和所述阴极板的导电扩散层通过导电性的连接体与负载进行连接。

17.根据权利要求16所述的双极板，其特征在于，所述阳极板的导电扩散层和所述阴极板的导电扩散层通过导电性的连接体与负载在反应区域外连接。

18.根据权利要求16所述的双极板，其特征在于，所述导电性的连接体为石墨膜或金属片中的任意一种或至少两种的组合。

19.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述高分子材料层上设置有定位孔，用于实现双极板的对准以及电池的固定。