一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法与流程

本发明属于燃料电池，涉及一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法。

背景技术：

1、柔性石墨因其良好的导电、导热特性，优异的耐蚀性，易于成型，且价格低廉，被视为最具潜力的燃料电池极板基材之一。柔性石墨板坯在极板成型过程中，受到流场深度、宽度和中心距的影响，导致不同的脊背设计对应的脊背填充能力差异显著。当脊背设计深度越深、宽度越窄，脊背的填充越困难，成型质量越差。基于此，柔性石墨极板通常只能设计较浅的深度和较大的宽度。

2、现存专利通常只对柔性石墨极板成型方法进行了相关介绍，如专利cn112959725a公开了一种燃料电池柔性石墨极板的辊压成型方法、专利cn115663222a公开了一种快速模压成型的柔性石墨双极板及其制备方法，但上述专利均未涉及深流场、窄脊背设计条件下的脊背成型质量差的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术未涉及提升脊背成型质量的盲区而提供一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，本发明使用柔性石墨板坯表面切割技术，破坏柔性石墨板坯表面的连续化片层结构，提升材料局部填充自协调能力，获得深流槽设计深度和窄脊背设计宽度柔性石墨极板的同时，保证良好的脊背成型质量。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明的技术方案之一在于，提供一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，该预处理方法对柔性石墨板坯表面进行切割，该切割包括网格切割或沿脊背长度方向切割。

4、进一步地，所述的切割采用激光。

5、进一步地，所述的激光光斑为0.015-0.15mm。

6、进一步地，所述的激光功率为100-1000w。

7、进一步地，所述的切割采用圆锯。

8、进一步地，所述的圆锯刃宽为0.005-0.03mm。

9、进一步地，所述的切割深度为0.01-0.1mm。

10、进一步地，所述的网格切割长度与流场相同，宽度与流道中心距相同。

11、进一步地，所述的沿脊背长度方向切割长度与流场脊背相同，宽度与流道中心距相同。

12、进一步地，所述的柔性石墨板坯密度为0.45-0.60g/cm3。

13、本发明的技术方案之一在于，提供一种柔性石墨板坯预处理后的极板成型方法，该成型方法具体为：将预处理好的柔性石墨板坯使用平压或辊压成型工艺制成相比普通柔性石墨板坯成型质量更优的柔性石墨极板，该柔性石墨极板表面设有脊背和流槽，所述的柔性石墨板坯受到模具挤压后产生形变，部分填充入模具凹槽形成脊背，所述的脊背两侧设有拔模角过渡到流槽，方便柔性石墨极板脱模。

14、作为优选的技术方案，所述的柔性石墨极板脊背宽度为0.25-0.6mm，流槽深度为0.2-0.6mm，流槽宽度为0.2-0.6mm，拔模角为0-40°。

15、所述的柔性石墨板坯使用模压成型工艺使板坯填充进入模具腔体，从而获得柔性石墨极板。涉及的问题是，如果模具腔体比较窄、深，柔性石墨板坯是难以有效填充进入腔体，其机理是柔性石墨板坯在填充过程中，表面原材料蠕虫劈尖微观结构形成连续化片层结构，导致其难以有效填充。本发明可以将连续化片层结构打断，使得柔性石墨板坯利用微观自协调作用更易在窄、深的模具腔体中填充。

16、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

17、本发明通过切割柔性石墨板坯表面，能够获得深流槽设计深度和窄脊背设计宽度柔性石墨极板的同时，保证良好的脊背成型质量，大幅增加设计自由度。

技术特征：

1.一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，该预处理方法对柔性石墨板坯表面进行切割，该切割包括网格切割或沿脊背长度方向切割。

2.根据权利要求1所述的一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，所述的切割采用激光。

3.根据权利要求2所述的一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，所述的激光光斑为0.015-0.05mm。

4.根据权利要求2所述的一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，所述的激光功率为100-1000w。

5.根据权利要求1所述的一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，所述的切割采用圆锯。

6.根据权利要求5所述的一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，所述的圆锯刃宽为0.005-0.03mm。

7.根据权利要求1所述的一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，所述的切割深度为0.01-0.1mm。

8.根据权利要求1所述的一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，所述的网格切割长度与流场相同，宽度与流道中心距相同。

9.根据权利要求1所述的一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，所述的沿脊背长度方向切割长度与流场脊背相同，宽度与流道中心距相同。

10.根据权利要求1所述的一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，其特征在于，所述的柔性石墨板坯密度为0.45-0.60g/cm3。

技术总结
本发明涉及一种提升柔性石墨极板脊背填充率的板坯预处理方法，该预处理方法对柔性石墨板坯表面进行切割，该切割包括网格切割或沿脊背长度方向切割；所述的切割采用激光或圆锯。与现有技术相比，本发明通过打破柔性石墨板坯表面原材料蠕虫劈尖嵌合微结构，提升极板成型过程中的原材料局部自协调能力，达到表面脊背高填充作用。

技术研发人员：张翼翀,李昂,陈小晶,李笑晖,戴威,张禾,甘全全
受保护的技术使用者：上海神力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13