本发明提供了一种制备用于燃料电池的双极板的方法以及由此 制备的双极板。
背景技术：
1、质子交换膜燃料电池(pemfc)以氢为燃料，通过电化学方式 将化学能转化为电能，排放物是水，实现了真正意义上的零排放。质 子交换膜燃料电池不仅具有一般燃料燃料电池所具有的高效率、无污 染、无噪声、可连续工作的特点，而且，由于采用固体聚合物膜作为 电解质，质子交换膜燃料电池还具有功率密度高、工作温度低、启动 快、使用寿命长等优点。因此，质子交换膜燃料电池是一种应用前景 广阔的高效环保电源，特别是可以用于电动车辆(如汽车)、固定电 站和便携式设备。
2、在质子交换膜燃料电池中，双极板是重要的多功能组成部件。双 极板的作用包括支撑膜电极、分配燃料和氧化剂、隔离电池堆中的单 电池、在单电池间集流导电、排水和传热等。因此，双极板需要具有 低重量、高电导率、低气体透过性、高强度、高热导率、低成本、以 及具有抗腐蚀性能和耐压稳定性。
3、目前常用的双极板材料有碳(例如，石墨)、导电填料/聚合物复 合物(例如，石墨纤维复合物)、和金属或合金(例如，不锈钢、钛、 铝、镍、铁合金、镍合金或铝合金)。然而，这些双极板材料的加工 都存在需要改进的问题。例如，石墨的孔隙率高，机械强度低，加工性能差，只能通过雕刻进行生产，生产成本高。铁合金和镍合金需要 进行压花和涂布，生产成本高；铝合金的耐腐蚀性差。
4、以石墨/粘合剂复合材料双极板为例，现有的制备工艺包括：将 约80重量％的石墨与约20重量％的粘合剂混合，在200℃左右的温 度和100mpa左右的压力下将得到的混合物加热模压数分钟，以及脱 模，由此得到石墨/粘合剂复合材料双极板。然而，高含量的粘合剂 导致导电率低。如果粘合剂含量低，则会导致双极板的孔隙率高，气 体隔绝性降低，密度低进而导致机械强度低等问题；反之，如果增加 粘合剂含量的话，又会导致电导率降低，无法同时提高电导率和机械 强度。
5、因此，需要持续改进质子交换膜燃料电池的双极板及其制备方 法，以便提供具有高导电率和低透气性的双极板。
技术实现思路
1、为此，一方面，本发明提供制备用于燃料电池的双极板的方法， 其包括：
2、a)采用导电填料和聚合物粘合剂来制备双极板粗坯，
3、b)将所述双极板粗坯真空密封于金属箔袋中，
4、c)在大于100mpa的压力和150-400℃的温度下，向所述真空密 封于金属箔袋中的双极板粗坯施加热等静压，以及
5、d)将经所述热等静压处理的双极板粗坯与所述金属箔袋剥离， 由此得到双极板。
6、本发明还提供通过本发明的方法制备的用于燃料电池，特别是用 于质子交换膜燃料电池的双极板。
7、根据本发明的质子交换膜燃料电池可用于电动车辆(如汽车)、 区域性电站和便携式设备中。
8、本发明的发明人经过深入研究，将热等静压步骤引入双极板的制 备方法中，通过采用大于，特别是几倍于现有技术模压步骤的压力， 可以在采用少量粘合剂的情况下实现小得多的孔隙率，由此大大提高 双极板的密度、导电率和机械强度。
1.制备用于燃料电池的双极板的方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤a)中，所述制备双极板粗坯的步骤包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤a)中，基于所述导电填料和所述聚合物粘合剂的混合物的总重量，所述导电填料的含量为80-99重量％，优选90-99重量％；所述聚合物粘合剂的含量为1-20重量％，优选1-10重量％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤c)中，在大于300mpa的压力和200-300℃的温度下，向所述真空密封于金属箔袋中的双极板粗坯施加热等静压，优选所述热等静压持续大于1分钟，更优选持续5-10分钟，再更优选持续约6分钟。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤b)中，所述金属箔袋由选自铜箔和镍箔的材料制成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤a)中，所述导电填料为含碳材料，优选选自石墨、石墨烯、碳纳米管或它们的组合，所述石墨优选选自鳞片石墨、超细石墨、可膨胀石墨或它们的组合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤a)中，所述聚合物粘合剂选自酚醛树脂、环氧树脂、乙烯基酯、聚酰亚胺、聚丙烯或它们的组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述燃料电池为质子交换膜燃料电池。
9.通过根据权利要求1-8中任一项所述的方法制备的用于燃料电池的双极板。