[发明专利]一种3DP制备成型双极板的方法

说明书

本发明提供一种3DP制备成型双极板的方法，涉及电池极片领域。该一种3DP制备成型双极板的方法，包括以下步骤：S1：将200目及以下的石墨粉与炭黑、碳纳米管、耦合剂混合获得打印基材备用；S2：将打印基材均匀铺设，然后使用热固性黏合剂在铺设的打印基材表面按照生产极片的尺寸涂布，同时加热使得粘合剂固化；S3：重复S2，直至获得完整的极片。在制作双极板的过程中不需要用到模具和治具，节省了制作模具或者治具的时间，以及制作模具或者治具的费用，这样就提高了制作石墨双极板的效率、减少了大量的成本。

技术领域

本发明涉及电池极片技术领域，具体为一种3DP制备成型双极板的方法。

背景技术

目前，液流电池和燃料电池中使用的双极板总共有三种分别为石墨双极板、金属双极板和复合石墨双极板。其中由于石墨双极板具有低密度、良好的耐腐蚀性、导电性，可以满足液流电池和燃料电池长期稳定运行的要求，因此做液流电池和燃料电池的厂家大部分都用的是石墨双极板。

石墨双极板目前的加工方式大致分为三种：将石墨粉和树脂进行混合在模具中混合热压成型、柔性石墨冲压成型、以及将成型后的石墨板放到雕刻机上进行雕刻流道。这三种方法都可以制作出合格的石墨双极板，但是这三种方法都有一定的缺点，热压成型和冲压成型这两种方法都需要用到模具，对于正在开发过程中的双极板，时常会因为一点点小的外观尺寸重新设计而导致整个模具报废，这样大大提高了开发费用同时制作模具周期长从而影响开发进度。雕刻机加工石墨双极板需要用到特定的工装，一旦开发过程中改变石墨双极板的尺寸，工装就可能报废，重新做工装就会费事费力并且提高了开发费用延长了开发周期。同时以上的三种方法共同的缺点就是无法加工冷却剂流道，无法使得双极板一次成型。需要通过两个单板进行拼装粘接的方法可以做出含有内流道的双极板，但是这又无形的增加了对粘接技术开发的需求。因此，对液流电池和燃料电池工作变温范围、水流道耐压等带来了限制。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种3DP制备成型双极板的方法，解决了热压成型、冲压成型和雕刻成型中所存在的缺点。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种3DP制备成型双极板的方法，包括以下步骤：

S1：将200目及以下的石墨粉与炭黑、碳纳米管、耦合剂混合获得打印基材备用；

S2：将打印基材均匀铺设，然后使用热固性黏合剂在铺设的打印基材表面按照生产极片的尺寸涂布，同时加热使得粘合剂固化；

S3：重复S2，直至获得完整的极片。

优选的，所述耦合剂采用有机硅或者碳酸酯。

优选的，所述粘合剂按重量份数配比为：环氧树脂1～10份、酚醛树脂1～10份、乙烯基环氧树脂1～10份。

优选的，所述S2中加热的温度为120-220℃。

根据一种3DP制备成型双极板的方法提出的打印装置，包括并排设置的粉料舱和成型舱，所述粉料舱的内部设置有可升降的粉末平台，所述成型舱的内部设置有可升降的成型平台，所述粉料舱和成型舱的上端设置有线性移动的刮刀，所述成型平台的上方设置具有三个直线运动自由度的喷射头。

优选的，所述打印装置还包括储液桶，所述储液桶的上端固定连接有输送管，所述输送管的另一端和喷射头连接。

优选的，所述成型舱的内部设置有电加热器件。

(三)有益效果

本发明提供了一种3DP制备成型双极板的方法。具备以下有益效果：