一种制备石墨双极板的模具的制作方法

本实用新型涉及技术石墨双极板技术领域，具体涉及一种制备石墨双极板的模具。

背景技术：

双极板是质子交换膜燃料电池的重要组成部分，起着支撑燃料电池，提供反应气、冷却剂通道的作用。就双极板本身使用条件而言，极板本身不仅需要具有较高的导电率、耐腐蚀性和耐气体渗透等，还需要具有材料成本低、易加工、尺寸稳定性好等特点。

质子交换膜燃料电池极板常用的材料有石墨板、金属板、复合板等，其中石墨板又分为硬质石墨和柔性石墨，由于柔性石墨可以通过冲压的方式成型，实现批量化生产，所以工业化生产中多采用柔性石墨板作为燃料电池双极板的材料。

在柔性石墨双极板的连续化生产中，其主要工序包括浸渗、模压等，现有的柔性石墨双极板模压方案流道成型、切边、冲孔等各工序相互独立，双极板的流道成型、冲孔和切边分为三道工序，工艺复杂度高，生产成本高，不利于大规模推广使用。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种石墨双极板模具，以解决现有技术中石墨双极板生产时工艺复杂，成本高的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的方案如下：一种制备石墨双极板的模具，包括相互配合的上模和下模，所述上模包括上模框和上模芯，所述上模框的下端形成有上安装槽，所述上安装槽的底面两端形成有上成孔柱，所述上模芯上形成有与所述上成孔柱配合的上安装孔，所述上模芯安装于所述上安装槽且所述上模芯的上端面与所述上安装槽的底面之间安装有弹性件，当弹性件未受到挤压时，所述上模芯的下端面与所述上成孔柱的下端面位于同一水平面上，所述下模包括下模框和下模芯，所述下模框的上端形成有下安装槽，所述下安装槽的底面对应所述上成孔柱形成有下成孔柱，所述下模芯上形成有与所述下成孔柱配合的下安装孔，所述下模芯安装于所述下安装槽；所述下安装槽的底面形成有至少一个贯穿所述下模框的通孔，所述通孔内对应设置有可沿所述通孔上下运动的顶杆，所述顶杆的上端与所述下模芯的下端抵接；所述上模芯和所述下模芯之间形成型腔，所述上模芯的下端面设有第一成型凸起用于在极板的上端面形成极板上流道，所述下模芯的上端面设有第二成型凸起用于在极板的下端面形成极板下流道。

本实用新型提供的制备石墨双极板的模具，可以在石墨双极板的制备过程中，同时实现双极板流道的成型和冲孔，当石墨原板被放置在型腔中时，固定上模框和下模框，推动顶杆向上运动，下模芯上移挤压上模芯，第一成型凸起和第二成型凸起分别在石墨原板的上端面和下端面上形成极板上流道和极板下流道，同时上成孔柱和下成孔柱配合在石墨原板上裁剪出水汽进出孔，该模具将石墨双极板的流道成型与冲孔工艺组合在一起，操作简便，节省了生产成本，提高了生产效率，简化了工艺流程。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种制备石墨双极板的模具的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种制备石墨双极板的模具的爆炸结构示意图；

图3为相对于图2另一视角的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型一种制备石墨双极板的模具使用时合模前的结构示意图；

图5为为本实用新型一种制备石墨双极板的模具使用时合模后的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种制备石墨双极板的模具，包括相互配合的上模1和下模2。

其中，所述上模1包括上模框11和上模芯12，所述上模框11的下端形成有上安装槽111，所述上安装槽111的底面两端形成有上成孔柱112，所述上模芯12上形成有与所述上成孔柱112配合的上安装孔121，所述上模芯12安装于所述上安装槽111且所述上模芯12的上端面与所述上安装槽111的底面之间安装有弹性件13，当弹性件13未受到挤压时，所述上模芯12的下端面与所述上成孔柱112的下端面位于同一水平面上。

优选的，在本实施例中，弹性件为弹簧，可以理解的是，在其他实施例中，弹性件还可以为弹片或者弹垫等能够挤压产生弹性形变的物件。

所述下模2包括下模框21和下模芯22，所述下模框21的上端形成有下安装槽211，所述下安装槽211的底面对应所述上成孔柱112形成有下成孔柱212，所述下模芯22上形成有与所述下成孔柱212配合的下安装孔221，所述下模芯22安装于所述下安装槽211。

在本实施例中，上成孔柱和下成孔柱的数目均为六个，且以一端三个均布的方式形成在对应的安装槽中，可以理解的是，上成孔柱和下成孔柱的具体个数可以根据石墨极板的需求制定，成孔柱的数目的改变不超出本实用新型的保护范围。

所述下安装槽211的底面形成有至少一个贯穿所述下模框的通孔213，所述通孔213内对应设置有可沿所述通孔213上下运动的顶杆23，所述顶杆23的上端与所述下模芯22的下端抵接；所述上模芯12和所述下模芯22之间形成型腔，所述上模芯12的下端面设有第一成型凸起122用于在极板的上端面形成极板上流道，所述下模芯22的上端面设有第二成型凸起222用于在极板的下端面形成极板下流道。

为了方便上成孔柱112对石墨原板的成孔，所述上成孔柱112的下端面边缘形成有75°～90°的剪角。

为了实现成型后的石墨双击板边缘为直角，所述上安装槽111的侧面与底面相互垂直，所述下安装槽211的底面与侧面相互垂直。

进一步的，在现有技术中，石墨双极板的切边一般采用挤压切断的方式，极板边缘为尖角，外形尺寸无法保证完全一致，导致极板无法采用外定位进行装配，对双极板的设计和电堆装配等均带来了不利的影响，为解决这一技术问题，所述上安装槽111的深度小于所述上成孔柱112的高度，所述下安装槽211的深度大于所述下成孔柱212的高度与成型极板40的厚度之和，确保石墨极板在下模框21内部发生变形；且极板边缘为直角，后续电堆装配工序可以采用外定位的方式进行定位；所述上安装槽111的深度与所述下安装槽211的深度之和小于所述上成孔柱112和所述下成孔柱212的高度之和，合模后上模框11和下模框21之间留有间隙，保证了成型极板外形的一致性。

为了方便理解对本实用新型技术方案，以下对本实用新型的实用过程加以详细描述。

合模前，如图4所示，将石墨原板30放入下模框21并位于下成孔柱212的上端，使用顶杆23调整下模芯22的高度，使下模芯22的上端面与下成孔柱212的上端面位于同一水平面上，此时，弹性件13未受到挤压，上模芯12的下端面与上成孔柱112的下端面也位于同一水平面上。

合模时，将上模框11盖设在下模框21上，石墨原板位于上模芯12和下模芯22之间的型腔内，此时固定上模框11和下模框21，推动顶杆23向上运动，下模芯22上移挤压上模芯12。

合模后，如图5所示，第一成型凸起122和第二成型凸起222分别在石墨原板30的上端面和下端面上形成极板上流道和极板下流道，形成成型极板40同时由于上成孔柱112和下成孔柱212固定，上成孔柱112和下模芯22之间配合在成型机板40上裁剪出水汽进出孔，废料31存留在上成孔柱112和下成孔柱212之间。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。