本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种双极板、具有所述双极板的燃料电池和双极板的制备方法。
背景技术：
质子交换膜燃料电池(pemfc)是一种可以将燃料(通常为氢气或甲醇)和氧化剂(氧气或空气)的化学能直接转换成电能的一种装置，具有能量转换效率高、对环境无污染、结构简单、发电效率受负载变化影响小等优点，被认为是最具有发展前景的一类电池。特别是最近几年，随着新能源汽车的快速发展，燃料电池车(fcv)及质子交换膜燃料电池技术也得到了快速的提升。
燃料电池是fcv的心脏，其核心零部件包括膜电极(mea)、气体扩散层(gdl)及双极板(bipolar)等几部分。其中，mea是电化学反应的主要场所，gdl是气体扩散和水产物的主要通道，而双极板则是气体输运、收集电流的载体。
相关技术中的双极板按材质分为石墨双极板、金属双极板和复合双极板三类，其中：
石墨双极板耐腐蚀性好、价格低，但机械强度低、加工工艺繁琐、不利于批量化生产；
金属双极板机械强度高、阻气性能强、导电导热率高，但耐腐蚀性差、板材易弯曲不利于封装、流场加工工艺难度大；
复合双极板通常为石墨、树脂、添加剂等材料复合而成，表面疏水能力强、加工工艺简单，但机械强度低、电导率差、阻气性能不佳。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种双极板，该双极板兼具金属双极板和复合双极板的优点，即具有耐腐蚀性好、机械强度高、阻气性能强、导电导热率高、表面疏水能力强、加工工艺简单和便于构建冷却液流场等优点。
本发明还提出一种具有所述双极板的燃料电池。
本发明还提出一种双极板的制备方法。
根据本发明的第一方面的实施例提出一种双极板，所述双极板包括：第一复合单板，所述第一复合单板包括第一金属支撑层和第一复合流场层，所述第一复合流场层设于所述第一金属支撑层的一侧且构造有燃料流场，所述第一金属支撑层的另一侧构造有第一冷却液沟槽；第二复合单板，所述第二复合单板包括第二金属支撑层和第二复合流场层，所述第二复合流场层设于所述第二金属支撑层的一侧且构造有氧化剂流场，所述第二金属支撑层的另一侧构造有第二冷却液沟槽；所述第一金属支撑层的所述另一侧与所述第二金属支撑层的所述另一侧相连，所述第一冷却液沟槽和所述第二冷却液沟槽共同构成冷却液流场。
根据本发明实施例的双极板，兼具金属双极板和复合双极板的优点，即具有耐腐蚀性好、机械强度高、阻气性能强、导电导热率高、表面疏水能力强、加工工艺简单和便于构建冷却液流场等优点。
根据本发明的一些具体实施，所述第一金属支撑层的所述另一侧与所述第二金属支撑层的所述另一侧通过复合粘结剂相连，所述复合粘结剂的成分和比例与所述第一复合流场层和所述第二复合流场层相同。
进一步地，所述第一金属支撑层的所述另一侧设有第一密封沟槽，所述第二金属支撑层的所述另一侧设有与所述第一密封沟槽位置对应的第二密封沟槽，所述复合粘结剂设于所述第一密封沟槽和所述第二密封沟槽内。
根据本发明的一些具体示例，所述第一金属支撑层构造有第一燃料进口、第一氧化剂进口、第一冷却液进口、第一燃料出口、第一氧化剂出口和第一冷却液出口；所述第二金属支撑层构造有第二燃料进口、第二氧化剂进口、第二冷却液进口、第二燃料出口、第二氧化剂出口和第二冷却液出口；所述第一燃料进口和第二燃料进口共同构成与所述燃料流场连通的燃料进口，所述第一氧化剂进口和第二氧化剂进口共同构成与所述氧化剂流场连通的氧化剂进口，所述第一冷却液进口和所述第二冷却液进口共同构成与所述冷却液流场连通的冷却液进口，所述第一燃料出口和第二燃料出口共同构成与所述燃料流场连通的燃料出口，所述第一氧化剂出口和第二氧化剂出口共同构成与所述氧化剂流场连通的氧化剂出口，所述第一冷却液出口和所述第二冷却液出口共同构成与所述冷却液流场连通的冷却液出口。
进一步地，所述第一密封沟槽邻近所述第一金属支撑层的边缘设置且围绕所述第一冷却液沟槽、所述第一燃料进口、所述第一氧化剂进口、所述第一冷却液进口、所述第一燃料出口、所述第一氧化剂出口和所述第一冷却液出口；所述第二密封沟槽邻近所述第二金属支撑层的边缘设置且围绕所述第二冷却液沟槽、所述第二燃料进口、所述第二氧化剂进口、所述第二冷却液进口、所述第二燃料出口、所述第二氧化剂出口和所述第二冷却液出口。
根据本发明的一些具体示例，所述第一密封沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述第一密封沟槽的宽度为2.0mm～3.5mm；所述第二密封沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述第二密封沟槽的宽度为2.0mm～3.5mm。
根据本发明的一些具体示例，所述第一冷却液沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述第一冷却液沟槽在所述第一金属支撑层上的正投影的面积占所述第一金属支撑层的总面积的60％～89％；所述第二冷却液沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述第二冷却液沟槽在所述第二金属支撑层上的正投影的面积占所述第二金属支撑层的总面积的60％～89％。
根据本发明的一些具体示例，所述第一金属支撑层和所述第二金属支撑层的厚度相等且为0.05mm～0.12mm；所述第一复合流场层和所述第二复合流场层的厚度相等且为0.4mm～1.0mm。
根据本发明的一些具体实施，所述第一金属支撑层和所述第二金属支撑层的材料相同且为不锈钢和钛合金中的一种；所述第一复合流场层和所述第二复合流场层的材料相同且包括石墨材料、树脂材料和导电添加剂，所述石墨材料、所述树脂材料和所述导电添加剂的质量比为(60～85)：(14～32)：(1～8)。
进一步地，所述石墨材料包括膨胀石墨、天然石墨和人造石墨；所述树脂材料包括酚醛树脂、环氧树脂和聚酰亚胺；所述导电添加剂包括碳纳米管、石墨烯和气相生长炭纤维。
根据本发明的第二方面的实施例提出一种燃料电池，所述燃料电池包括根据本发明的第一方面的实施例所述的双极板。
根据本发明实施例的燃料电池，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的双极板，具有耐腐蚀性好、机械强度高、阻气性能强、导电导热率高、表面疏水能力强、加工工艺简单和便于构建冷却液流场等优点。
根据本发明的第三方面的实施例提出一种双极板的制备方法，所述双极板的制备方法包括：获取金属板，将金属板冲压形成带有冷却液沟槽的金属支撑层；获取复合前驱体粉料，将所述复合前驱体粉料平铺于所述金属支撑层的一侧，通过模压在所述金属支撑层的一侧形成带有复合材料流场的复合流场层，所述金属支撑层及其上的复合流场层构成复合单板；将两个所述复合单板的金属支撑层的另一侧贴合连接，两个所述复合单板的冷却液沟槽共同构成冷却液流场，两个所述复合单板中的一个的复合材料流场构成燃料流场且另一个的复合材料流场构成氧化剂流场，得到双极板。
根据本发明实施例的双极板的制备方法，能够制成兼具金属双极板和复合双极板的优点的双极板，即该双极板具有耐腐蚀性好、机械强度高、阻气性能强、导电导热率高、表面疏水能力强、加工工艺简单和便于构建冷却液流场等优点。
根据本发明的一些具体实施，在对所述金属板冲压时，同时冲压出密封沟槽；将所述复合前驱体粉料平铺于所述金属支撑层的一侧时，同时将所述复合前驱体粉料平铺于所述密封沟槽；在连接两个所述复合单板的金属支撑层的另一侧时，将两个所述复合单板的边缘及密封沟槽对齐，置于防变形夹具内，进行热固化处理，自然冷却后得到所述双极板。
进一步地，所述热固化处理的温度为130℃～250℃，所述热固化处理的固化时间为1h～5h。
根据本发明的一些具体示例，所述密封沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述密封沟槽的宽度为2.0mm～3.5mm。
根据本发明的一些具体示例，所述金属板的厚度为0.05mm～0.12mm；所述复合流场层的厚度为0.4mm～1.0mm。
根据本发明的一些具体示例，所述冷却液沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述冷却液沟槽在所述金属支撑层上的正投影的面积占所述金属板的总面积的60％～89％。
根据本发明的一些具体实施，所述获取复合前驱体粉料包括：将石墨材料、树脂材料和导电添加剂溶于丙酮或无水乙醇溶液，均匀搅拌或超声振动，形成复合前驱体混合液；对所述复合前驱体混合液进行加热，脱出有机溶剂，得到所述复合前驱体粉料。
进一步地，所述石墨材料、所述树脂材料和所述导电添加剂的质量比为(60～85)：(14～32)：(1～8)。
进一步地，所述石墨材料包括膨胀石墨、天然石墨和人造石墨；所述树脂材料包括酚醛树脂、环氧树脂和聚酰亚胺；所述导电添加剂包括碳纳米管、石墨烯和气相生长炭纤维。
进一步地，所述复合前驱体混合液置通过置于烤箱进行加热，加热温度为30℃～50℃。
根据本发明的一些具体实施，通过模压在所述金属支撑层的一侧形成带有复合材料流场的复合流场层时，模压压力为180mpa～320mpa，模压保持时间为1h～5h。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的双极板的结构示意图。
图2是根据本发明实施例的双极板的第一金属支撑层的结构示意图。
图3是根据本发明实施例的双极板的制备方法的流场图。
图4是根据本发明实施例的双极板的制备方法的工艺示意图。
附图标记：
双极板1、
第一复合单板10、第一金属支撑层11、第一复合流场层12、
第二复合单板20、第二金属支撑层21、第二复合流场层22、
第一冷却液沟槽111、第一密封沟槽112、第一燃料进口113、第一氧化剂进口114、第一冷却液进口115、第一燃料出口116、第一氧化剂出口117、第一冷却液出口118。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
下面参考附图描述根据本发明实施例的双极板1，该双极板1可应用于质子交换膜燃料电池。
如图1和图2所示，根据本发明实施例的双极板1包括第一复合单板10和第二复合单板20。
第一复合单板10包括第一金属支撑层11和第一复合流场层12，所述第一复合流场层设于第一金属支撑层11的一侧，且第一复合流场层12构造有燃料流场(例如氢气流场)，第一金属支撑层11的另一侧构造有第一冷却液沟槽111。
第二复合单板20包括第二金属支撑层21和第二复合流场层22，第二复合流场层22设于第二金属支撑层21的一侧，且第二复合流场层22构造有氧化剂流场(例如氧气流场或空气流场)，第二金属支撑层21的另一侧构造有第二冷却液沟槽。
第一金属支撑层11的所述另一侧与第二金属支撑层21的所述另一侧相连，第一冷却液沟槽111和所述第二冷却液沟槽共同构成冷却液流场。
本领域的技术人员可以理解地是，图2中示出了第一金属支撑层11的结构，第二金属支撑层21的结构可以参照第一金属支撑层11，两者呈可扣合的对称设置。
根据本发明实施例的双极板1，中间层采用耐腐蚀的第一金属支撑层11和第二金属支撑层21，第一金属支撑层11和第二金属支撑层21可通过常规冲压工艺成型出第一冷却液沟槽111和第二冷却液沟槽，第一金属支撑层11和第二金属支撑层21连接后形成具有冷却液流场的金属双板，且在金属双板的两侧通过模压工艺成型有复合材料流场(燃料流场和氧化剂流场)，由此，双极板1兼具金属双极板和复合双极板的优点。
具体而言，首先，由于双极板1中间是第一金属支撑层11和第二金属支撑层21，拉伸强度高、导电性能好、阻气性能好，解决了现有复合双极板强度不高、电导率差和阻气性能不佳等缺点。其次，双极板1中间还具有由第一金属支撑层11和第二金属支撑层21冲压而构成的冷却液流场，这解决了现有金属双极板很难构建冷却液流场的难题，有利于实际应用，特别是在大功率水冷电堆的应用。再次，双极板1的外侧具有第一复合流场层12和第二复合流场层22，该层材料通过模压及固化工艺处理后可牢固结合在第一金属支撑层11和第二金属支撑层21的表面，粘结力强，而且复合材料的特殊防腐特性解决了金属不耐腐蚀的缺点，双极板1无需进行涂层防腐处理，并且，第一复合流场层12和第二复合流场层22具有很好的疏水能力，反应过程中所生成的水可以快速被排出，燃料电池不会发生水淹现象。最后，现有金属双极板加工最难点在于表面氢气和空气流场的冲压，本发明通过使用凸模模压工艺在柔性复合材料上成型了反应气体流场(燃料流场和氧化剂流场)，降低了双极板1的加工成本，提高了加工效率，有利于批量应用。
因此，根据本发明实施例的双极板1兼具金属双极板和复合双极板的优点，即具有耐腐蚀性好、机械强度高、阻气性能强、导电导热率高、表面疏水能力强、加工工艺简单和便于构建冷却液流场等优点。
在本发明的一些具体实施中，第一金属支撑层11的所述另一侧与第二金属支撑层21的所述另一侧通过复合粘结剂相连，所述复合粘结剂的成分和比例与第一复合流场层12和第二复合流场层22相同，由此，复合粘结剂、第一复合流场层12和第二复合流场层22固化参数一致，三者的固化可以同时进行，能够简化加工工艺。
进一步地，如图2所示，第一金属支撑层11的所述另一侧设有第一密封沟槽112，所述第二金属支撑层的所述另一侧设有与第一密封沟槽112位置对应的第二密封沟槽，所述复合粘结剂设于第一密封沟槽112和所述第二密封沟槽内，这样，一方面利于复合粘结剂在第一金属支撑层11和第二金属支撑层21上的附着，另一方面可以使第一金属支撑层11和第二金属支撑层21粘结的更加紧密。
在本发明的一些具体示例中，如图2所示，第一金属支撑层11构造有第一燃料进口113、第一氧化剂进口114、第一冷却液进口115、第一燃料出口116、第一氧化剂出口117和第一冷却液出口118。
第二金属支撑层21构造有第二燃料进口、第二氧化剂进口、第二冷却液进口、第二燃料出口、第二氧化剂出口和第二冷却液出口。
第一燃料进口113和第二燃料进口共同构成与所述燃料流场连通的燃料进口，第一氧化剂进口114和第二氧化剂进口共同构成与所述氧化剂流场连通的氧化剂进口，第一冷却液进口115和所述第二冷却液进口共同构成与所述冷却液流场连通的冷却液进口，第一燃料出口116和第二燃料出口共同构成与所述燃料流场连通的燃料出口，第一氧化剂出口117和第二氧化剂出口共同构成与所述氧化剂流场连通的氧化剂出口，第一冷却液出口118和所述第二冷却液出口共同构成与所述冷却液流场连通的冷却液出口。
燃料由燃料进口进入燃料流场并从燃料出口流出，氧化剂由氧化剂进口进入氧化剂流场并从氧化剂出口流出，冷却液从冷却液进口进入冷却液流场并从冷却液出口流出，由此，在燃料电池中，多个双极板1并排设置，燃料电池仅需分别设置一个燃料、氧化剂和冷却液的进口和出口，即可实现多个双极板1的燃料、氧化剂和冷却液的供给。
可选地，如图2所示，第一燃料进口113、第一氧化剂进口114、第一冷却液进口115设于第一金属支撑层11的长度方向上的一端，第一燃料出口116、第一氧化剂出口117和第一冷却液出口118设于第二金属支撑层21的长度方向上的另一个端，第一燃料进口113和第一燃料出口116沿第一金属支撑层11的一个对角线设置，第一冷却液进口115和第一冷却液出口118沿第一金属支撑层11的另一个对角线设置，第二金属支撑层21上的第二燃料进口、第二氧化剂进口、第二冷却液进口、第二燃料出口、第二氧化剂出口和第二冷却液出口的位置参照第一金属支撑层11对称设置。
进一步地，如图2所示，为了提高第一金属支撑层11和第二金属支撑层21的粘合强度以及粘合后的密封性，第一密封沟槽112邻近第一金属支撑层11的边缘设置且围绕第一冷却液沟槽111、第一燃料进口113、第一氧化剂进口114、第一冷却液进口115、第一燃料出口116、第一氧化剂出口117和第一冷却液出口118。所述第二密封沟槽邻近第二金属支撑层21的边缘设置且围绕所述第二冷却液沟槽、所述第二燃料进口、所述第二氧化剂进口、所述第二冷却液进口、所述第二燃料出口、所述第二氧化剂出口和所述第二冷却液出口。
在本发明的一些具体示例中，第一密封沟槽112的深度为0.3mm～0.6mm，第一密封沟槽112的宽度为2.0mm～3.5mm。所述第二密封沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述第二密封沟槽的宽度为2.0mm～3.5mm。
第一冷却液沟槽111的深度为0.3mm～0.6mm，第一冷却液沟槽111在第一金属支撑层11上的正投影的面积占第一金属支撑层11的总面积的60％～89％。所述第二冷却液沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述第二冷却液沟槽在第二金属支撑层21上的正投影的面积占所述第二金属支撑层的总面积的60％～89％。
这里本领域的技术人员需要理解地是，第一金属支撑层11的总面积是指，第一金属支撑层11在与其平行的平面内的正投影的面积，第二金属支撑层21的总面积是指，第二金属支撑层21在与其平行的平面内的正投影的面积。
这样，不仅可以简化第一金属支撑层11和第二金属支撑层21的冲压工艺，而且可以保证冷却液的顺畅流通和密封连接的可靠性，且能够保证第一金属支撑层11和第二金属支撑层21的结构强度。
可选地，第一金属支撑层11和第二金属支撑层21的厚度相等且为0.05mm～0.12mm；第一复合流场层12和第二复合流场层22的厚度相等且为0.4mm～1.0mm。
在本发明的一些具体实施中，第一金属支撑层11和第二金属支撑层21的材料相同且为不锈钢和钛合金中的一种，例如，022cr19ni10不锈钢、022cr19ni10n不锈钢、022cr25ni22mo2n不锈钢、015cr20ni18mo6cun不锈钢、022cr17ni12mo2不锈钢、022cr18ni14mo2cu2不锈钢、015cr21ni26mo5cu2不锈钢、022cr19ni13mo3不锈钢、022cr18ni14mo3不锈钢、ta8-1钛合金、ta9钛合金、ta9-1钛合金、ta10钛合金、ta18钛合金、tc4钛合金、tc4eli钛合金中的一种。
第一复合流场层12和第二复合流场层22的材料相同且包括石墨材料、树脂材料和导电添加剂。具体而言，所述石墨材料包括膨胀石墨、天然石墨和人造石墨；所述树脂材料包括酚醛树脂、环氧树脂和聚酰亚胺；所述导电添加剂包括碳纳米管、石墨烯和气相生长炭纤维。
其中，所述石墨材料、所述树脂材料和所述导电添加剂的质量比为(60～85)：(14～32)：(1～8)。
下面描述根据本发明实施例的燃料电池，根据本发明实施例的燃料电池包括根据本发明上述实施例的双极板1。
根据本发明实施例的燃料电池，通过利用根据本发明上述实施例的双极板1，具有耐腐蚀性好、机械强度高、阻气性能强、导电导热率高、表面疏水能力强、加工工艺简单和便于构建冷却液流场等优点。
根据本发明实施例的燃料电池的其他构成对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
下面参考附图描述根据本发明实施例的双极板的制备方法。
如图3和图4所示，根据本发明实施例的双极板制备方法包括：
s101-获取金属板，将金属板冲压形成带有冷却液沟槽的金属支撑层；
s102-获取复合前驱体粉料，将所述复合前驱体粉料平铺于所述金属支撑层的一侧，通过模压在所述金属支撑层的一侧形成带有复合材料流场的复合流场层，所述金属支撑层及其上的复合流场层构成复合单板；
s103-将两个所述复合单板的金属支撑层的另一侧贴合连接，得到双极板。
其中，两个所述复合单板的冷却液沟槽共同构成冷却液流场，两个所述复合单板中的一个的复合材料流场构成燃料流场且另一个的复合材料流场构成氧化剂流场。
根据本发明实施例的双极板的制备方法，采用金属板制作中间层，拉伸强度高、导电性能好、阻气性能好，解决了现有复合双极板强度不高、电导率差和阻气性能不佳等缺点。其次，在双层金属板上冲压有冷却液流场，解决了现有金属双极板很难构建冷却液流场的难题，有利于实际应用，特别是在大功率水冷电堆的应用。再次，在金属支撑层的外侧形成有复合流场层，该层材料通过模压及固化工艺处理后可牢固结合在金属支撑层的表面，粘结力强，而且复合材料的特殊防腐特性解决了金属不耐腐蚀的缺点，使双极板无需进行涂层防腐处理，并且，复合流场层具有很好的疏水能力，反应过程中所生成的水可以快速被排出，燃料电池不会发生水淹现象。最后，现有金属双极板加工最难点在于表面氢气和空气流场的冲压，本发明通过使用凸模模压工艺在柔性复合材料上成型了反应气体流场，降低了双极板的加工成本，提高了加工效率，有利于批量应用。
因此，根据本发明实施例的双极板的制备方法，能够制成兼具金属双极板和复合双极板的优点的双极板，即该双极板具有耐腐蚀性好、机械强度高、阻气性能强、导电导热率高、表面疏水能力强、加工工艺简单和便于构建冷却液流场等优点。
在本发明的一些具体实施例中，如图3所示，在步骤s101中，在对所述金属板冲压时，同时冲压出密封沟槽；
在步骤s102中，将所述复合前驱体粉料平铺于所述金属支撑层的一侧时，同时将所述复合前驱体粉料平铺于所述密封沟槽；
在步骤s103中，在连接两个所述复合单板的金属支撑层的另一侧时，将两个所述复合单板的边缘及密封沟槽对齐，置于防变形夹具内，进行热固化处理，自然冷却后得到所述双极板，其中，所述热固化处理的温度可以为130℃～250℃，所述热固化处理的固化时间可以为1h～5h。
由此，可以使固化参数一致，从而简化加工工艺，而且可以使两个金属支撑层粘结的更加紧密。
在本发明的一些具体示例中，所述密封沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述密封沟槽的宽度为2.0mm～3.5mm；所述冷却液沟槽的深度为0.3mm～0.6mm，所述冷却液沟槽在所述金属支撑层上的正投影的面积占所述金属板的总面积的60％～89％。这样，不仅可以简化金属支撑层的冲压工艺，而且可以保证冷却液的顺畅流通和密封连接的可靠性，且能够保证金属支撑层的结构强度。
可选地，所述金属板的厚度为0.05mm～0.12mm；所述复合流场层的厚度为0.4mm～1.0mm。
在本发明的一些具体实施例中，如图3所示，在步骤s102中,所述获取复合前驱体粉料包括：
将石墨材料、树脂材料和导电添加剂溶于丙酮或无水乙醇溶液，均匀搅拌或超声振动，形成复合前驱体混合液；
对所述复合前驱体混合液进行加热，脱出有机溶剂，得到所述复合前驱体粉料，例如，所述复合前驱体混合液置通过置于烤箱进行加热，加热温度可以为30℃～50℃。
其中，所述石墨材料、所述树脂材料和所述导电添加剂的质量比为(60～85)：(14～32)：(1～8)。
具体地，所述石墨材料包括膨胀石墨、天然石墨和人造石墨；所述树脂材料包括酚醛树脂、环氧树脂和聚酰亚胺；所述导电添加剂包括碳纳米管、石墨烯和气相生长炭纤维。
在本发明的一些具体示例中，在步骤s103中，通过模压在所述金属支撑层的一侧形成带有复合材料流场的复合流场层时，模压压力为180mpa～320mpa，模压保持时间为1h～5h。
下面举例描述根据本发明实施例的双极板的制备方法。
实施例1
s101-金属薄板冲压形成金属支撑层：
将厚度为0.08mm的022cr17ni12mo2不锈钢薄板进行冲压，冲压后形成位于薄板中部区域、深度为0.4mm、面积占整个金属薄板80％的冷却液沟槽，形成位于薄板边缘区域、深度为0.4mm、宽度为2.0mm的密封沟槽，形成位于薄板两端的公用氢气、冷却液和空气进出口。
s102-复合材料模压形成复合材料流场层：
将膨胀石墨、酚醛树脂以及气相生长炭纤维(vgcf)按照质量比60：32：8的比例溶于无水乙醇中，均匀搅拌，形成复合前驱体混合液。复合前驱体混合液于烘箱中50℃进行脱除有机溶剂，得复合前驱体粉料。将复合前驱体粉料倒入模腔中且平铺于步骤s101中所得金属支撑层一侧表面并进行刮平，金属支撑层另一侧密封沟槽内同样也平铺复合前驱体粉末。为防止复合前驱体粉末倒流，采用与冷却液流场结构相同但不包含密封沟槽的模具作为支撑，通过使用具有氢气或空气流场结构的凸模模具进行模压，模压压力为260mpa，并保持3h后卸压脱模，得到复合单板。
s103-复合单板热固化粘结、成型构成双极板：
将两块分别具有氢气流场和空气流场的复合单板沿边缘及密封沟槽对齐，置于防变形夹具内，在180℃烘箱内进行热固化处理，固化时间为2h，自然冷却后即得双极板。双极板氢气流场层厚度为0.5mm，氧气流场层厚0.6mm，整体厚度2.06mm。按照gb/t20042.6-2011《质子交换膜燃料电池第6部分：双极板特性测试方法》标准要求对双极板防腐性能及表面电阻进行测试，测试结果表明，双极板表面接触电阻18mωcm2，腐蚀电流0.82μacm-2，达到了doe要求指标。
实施例2
s101-金属薄板冲压形成金属支撑层：
将厚度为0.05mm的金属tc4钛合金薄板进行冲压，冲压后形成位于薄板中部区域、深度为0.3mm、面积占整个金属薄板60％的冷却液沟槽，形成位于薄板边缘区域、深度为0.3mm、宽度为2.8mm的密封沟槽，形成位于薄板两端的公用氢气、冷却液和空气进出口。
s102-复合材料模压形成复合材料流场层：
将天然石墨、环氧树脂以及碳纳米管(cnt)按照质量比79：15：6的比例溶于丙酮溶液中，超声后形成复合前驱体混合液。复合前驱体混合液于烘箱中30℃进行脱除有机溶剂，得复合前驱体粉料。将复合前驱体粉料倒入模腔中且平铺于步骤s101中所得金属支撑层一侧表面并进行刮平，金属支撑层另一侧密封沟槽内同样也平铺复合前驱体粉末。为防止复合前驱体粉末倒流，采用与冷却液流场结构相同但不包含密封沟槽的模具作为支撑，通过使用具有氢气或空气流场结构的凸模模具进行模压，模压压力为320mpa，并保持1h后卸压脱模，得到复合单板。
s103-复合单板热固化粘结、成型构成双极板：
将两块分别具有氢气流场和空气流场的复合单板沿边缘及密封沟槽对齐，置于防变形夹具内，在130℃烘箱内进行热固化处理，固化时间为4h，自然冷却后即得双极板。双极板氢气流场层厚度为0.8mm，氧气流场层后0.8mm，整体厚度2.3mm。
实施例3
s101-金属薄板冲压形成金属支撑层：
将厚度为0.12mm的022cr19ni10不锈钢薄板进行冲压，冲压后形成位于薄板中部区域、深度为0.6mm、面积占整个金属薄板85％的冷却液沟槽，形成位于薄板边缘区域、深度为0.6mm、宽度为3.0mm的密封沟槽，形成位于薄板两端的公用氢气、冷却液和空气进出口。
s102-复合材料模压形成复合材料流场层：
将人造石墨、聚酰亚胺以及石墨烯(graphene)按照质量比85：14：1的比例溶于无水乙醇中，均匀搅拌，形成复合前驱体混合液。复合前驱体混合液于烘箱中45℃进行脱除有机溶剂，得复合前驱体粉料。将复合前驱体粉料倒入模腔中且平铺于步骤s101中所得金属支撑层一侧表面并进行刮平，金属支撑层另一侧密封沟槽内同样也平铺复合前驱体粉末。为防止复合前驱体粉末倒流，采用与冷却液流场结构相同但不包含密封沟槽的模具作为支撑，通过使用具有氢气或空气流场结构的凸模模具进行模压，模压压力为180mpa，并保持5h后卸压脱模，得到复合单板。
s103-复合单板热固化粘结、成型构成双极板：
将两块分别具有氢气流场和空气流场的复合单板沿边缘及密封沟槽对齐，置于防变形夹具内，在250℃烘箱内进行热固化处理，固化时间为1h，自然冷却后即得双极板。双极板氢气流场层厚度为0.4mm，氧气流场层后0.4mm，整体厚度2.24mm。双极板抗拉强度达到805mpa，接触角130°，满足实际应用需求。
实施例4
s101-金属薄板冲压形成金属支撑层：
将厚度为0.10mm的022cr19ni13mo3不锈钢薄板进行冲压，冲压后形成位于薄板中部区域、深度为0.5mm、面积占整个金属薄板89％的冷却液沟槽，形成位于薄板边缘区域、深度为0.5mm、宽度为3.5mm的密封沟槽，形成位于薄板两端的公用氢气、冷却液和空气进出口。
s102-复合材料模压形成复合材料流场层：
将膨胀石墨、聚酰亚胺以及碳纳米管(cnt)按照质量比76：21：3的比例溶于丙酮溶液中，均匀搅拌，形成复合前驱体混合液。复合前驱体混合液于烘箱中45℃进行脱除有机溶剂，得复合前驱体粉料。将复合前驱体粉料倒入模腔中且平铺于步骤s101中所得金属支撑层一侧表面并进行刮平，金属支撑层另一侧密封沟槽内同样也平铺复合前驱体粉末。为防止复合前驱体粉末倒流，采用与冷却液流场结构相同但不包含密封沟槽的模具作为支撑，通过使用具有氢气或空气流场结构的凸模模具进行模压，模压压力为200mpa，并保持4h后卸压脱模，得到复合单板。
s103-复合单板热固化粘结、成型构成双极板：
将两块分别具有氢气流场和空气流场的复合单板沿边缘及密封沟槽对齐，置于防变形夹具内，在250℃烘箱内进行热固化处理，固化时间为1h，自然冷却后即得双极板。双极板氢气流场层厚度为1.0mm，氧气流场层后1.0mm，整体厚度3.20mm。
在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。