专利名称：一种憎水化燃料电池膨胀石墨流场的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电化学电池领域，具体地说是一种憎水化燃料电池膨胀石墨流场。
背景技术：
燃料电池是一种将燃料与氧化剂中 的化学能通过电极上的电催化反应直接转化为电能的发电装置。它不受卡诺循环的限制，可以高效地将化学能转化为电能。质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,简称PEMFC)由于具有低温启动，结构简单、操作方便等特点，是最有用希望应用于未来电动汽车的动力源。由于燃料电池在工作时，是一个复杂的化学反应过程，存在着热平衡和水平衡问题，其中燃料电池运行中的水管理是一个很难控制的问题。反应气中水量稍少(相对湿度低)时，会使质子交换膜变干，电阻增大，从而使质子的电迁移变得困难，燃料电池工作性能恶化。水量稍多，又容易在导流槽内形成积水，堵塞反应气体的通路，导致电池组中气体分配不均，影响电池性能，严重时会导致MEA发生水淹，电池失效。
实用新型内容根据上述提出的技术问题，而提供一种憎水化燃料电池膨胀石墨流场。通过对多孔的膨胀石墨材料进行填充憎水树脂，从而制备成憎水化燃料电池膨胀石墨流场，使流场表面憎水，促进电池运行中电池内部水的排出，可以有效提高电池运行的稳定性和气体的利用率。本实用新型采用的技术手段如下一种憎水化燃料电池膨胀石墨流场，由多孔的膨胀石墨材料制成，所述膨胀石墨材料的孔内设有具有憎水性的填充物，所述填充物的上表面与所述膨胀石墨材料的表面在同一水平面上。作为优选，所述填充物包括至少一层填充层。作为优选，所述填充层材料为聚四氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂或聚全氟丙烯树脂中的一种。本实用新型具有以下优点I、可以在流场材料的接触电阻没有显著增加的条件下，使流场的憎水性大大提高，使燃料电池流场具有较好的憎水功能。2、可以促进电池内部生成液态水的排出，减少了电池运行中MEA水淹现象的发生，提高了电池运行的稳定性。3、可以减轻燃料电池运行中的水管理压力，同时提高了燃料电池反应气体的利用率。基于上述理由该本实用新型可在电化学电池等领域广泛推广。
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以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。图I是本实用新型的膨胀石墨材料中填充物为一层填充层的剖视图。图2是本实用新型的膨胀石墨材料中填充物为两层填充层的剖视图。图3是本实用新型的膨胀石墨材料中填充物为一层的流场接触角示意图。图4是本实用新型的膨胀石墨材料中填充物为两层的流场接触角示意图。图5是本实用新型的主视图。
具体实施方式
实施例I :如图I所示，本实施例中的一种憎水化燃料电池膨胀石墨流场，由多孔的膨胀石墨材料I制成。膨胀石墨材料I的孔内设有具有憎水性的填充物2，填充物2包括填充层201，填充层201的材质为聚四氟乙烯树脂，且填充物2的上表面与膨胀石墨材料I的表面在同一水平面上。在憎水试验中，填充后的膨胀石墨材料I表面的接触角为99.6(如图3所示，其中A为水滴)。用填充后的膨胀石墨材料I加工制备成所需的燃料电池用膨胀石墨流场(如图5所示)。实施例2:如图2所示，本实施例中的一种憎水化燃料电池膨胀石墨流场，由多孔的膨胀石墨材料I制成。膨胀石墨材料I的孔内设有具有憎水性的填充物2，填充物2包括填充层201和填充层202。先对膨胀石墨材料I的孔内填充填充层201，再对其进行填充填充层202。其中，填充层201的材质为聚四氟乙烯树脂，填充层202的材质为聚偏氟乙烯树脂。填充后，填充物2的上表面与膨胀石墨材料I的表面在同一水平面上。在憎水试验中，填充后的膨胀石墨材料I表面的接触角为114(如图4所示，其中A为水滴)。用填充后的膨胀石墨材料I加工制备成所需的燃料电池用膨胀石墨流场(如图5所示)。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种憎水化燃料电池膨胀石墨流场，由多孔的膨胀石墨材料(I)制成，其特征在于所述膨胀石墨材料(I)的孔内设有具有憎水性的填充物(2)，所述填充物(2)的上表面与所述膨胀石墨材料(I)的表面在同一水平面上。
2.根据权利要求I所述的憎水化燃料电池膨胀石墨流场，其特征在于所述填充物(2)包括至少一层填充层。
3.根据权利要求2所述的憎水化燃料电池膨胀石墨流场，其特征在于所述填充层材料为聚四氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂或聚全氟丙烯树脂中的一种。
专利摘要本实用新型公开了一种憎水化燃料电池膨胀石墨流场，由多孔的膨胀石墨材料制成，其特征在于所述膨胀石墨材料的孔内设有具有憎水性的填充物，所述填充物的上表面与所述膨胀石墨材料的表面在同一水平面上。本实用新型具有制作简单，有憎水功能，促进电池运行中液态水的排出，防止电池运行中MEA发生水淹现象，有效减轻燃料电池运行中的水管理压力和提高反应气体的利用率等优点。
文档编号H01M4/86GK202474104SQ20122006743
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者侯中军, 刘常福, 单金环, 徐乃涛, 明平文, 燕希强 申请人:新源动力股份有限公司