[发明专利]复合材料双极板及制造方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池的复合材料双极板，其特征在于，包括：

多个复合材料层，包括:半晶型高分子热塑性树脂、以及由第一高导电性材料构成的填料分散在所述半晶型高分子热塑性树脂中，所述半晶型高分子热塑性树脂包括含有总氯含量在60%wt至70%wt之间的氯化聚合物，所述填料包括粒径为5-50nm范围内的颗粒状材料，所述填料的浓度在垂直于板最薄尺寸的方向上呈周期性变化，所述填料分布是非均匀的；

中间层，位于所述多个复合材料层之间，包括第二高导电性材料，所述第二高导电性材料包括多孔的高导电材料；

所述第一高导电性材料和第二高导电性材料的导电性大于500Sm/cm。

2.根据权利要求1所述的复合材料双极板，其特征在于，所述半晶型高分子热塑性树脂包括：聚偏二氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚(1,1-二氯乙烯)，聚(偏二氯乙烯)或它们的组合中的任一项。

3.根据权利要求1所述的复合材料双极板，其特征在于，所述复合材料双极板的填料的平均含量在10%至60%范围内变化。

4.根据权利要求1所述的复合材料双极板，其特征在于，所述中间层中第二高导电性材料的含量大于70%。

5.根据权利要求1所述的复合材料双极板，其特征在于，所述第一高导电性材料与第二高导电性材料为相同导电性材料。

6.根据权利要求1所述的复合材料双极板，其特征在于，所述多个复合材料层中第一高导电性材料的质量分数大于第二高导电性材料的质量分数。

7.根据权利要求1所述的复合材料双极板，其特征在于，所述复合材料双极板的填料包括高导电性无机材料。

8.根据权利要求7所述的复合材料双极板，其特征在于，所述高导电性无机材料包含粒径直径在5至50纳米之间的颗粒材料。

9.根据权利要求1所述的复合材料双极板，其特征在于，所述复合材料双极板的填料包括碳含量超过98%的碳基材料。

10.根据权利要求9所述的复合材料双极板，其特征在于，所述碳基材料包括：炭黑、膨胀石墨、石墨薄片、碳纳米管、石墨烯片、石墨纳米片、富勒烯或它们的组合中的任一项。

11.根据权利要求9所述的复合材料双极板，其特征在于，所述碳基材料中sp2杂化碳的浓度大于50%。

12.根据权利要求1所述的复合材料双极板，其特征在于，还包括增强材料层，为沿双极板平面浸入所述复合材料中的多孔扁平材料。

13.根据权利要求12所述的复合材料双极板，其特征在于，所述多孔扁平材料包括：碳毡、碳纸、碳布、金属泡沫、网状物、碳泡沫、微金属泡沫、纳米泡沫或共聚物中的任一项。

14.根据权利要求12所述的复合材料双极板，其特征在于，所述多孔扁平材料为共聚物包括非导电性聚合物网状物组成。

15.根据权利要求14所述的复合材料双极板，其特征在于，所述非导电性聚合物网状结构包括疏水性大分子组成聚合物制成。

16.根据权利要求13所述的复合材料双极板，其特征在于，所述共聚物包括：共轭聚合物、无规共聚物或嵌段共聚物中的任一项。

17.根据权利要求16所述的复合材料双极板，其特征在于，所述共聚物包括：聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚芴、聚(对苯撑乙烯)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚(异噻吩)、聚(对苯撑)、聚(对苯撑乙炔)、聚(对苯撑硫化物)或其组合的共轭聚合物中的任一项。