一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法与流程

本发明涉及燃料电池，具体涉及一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法。

背景技术：

1、石墨双极板是一种高科技材料，具有广泛的用途，可以用于电池制造。石墨双极板可以作为电池的正极或负极。在电池中，石墨双极板的作用是储存电荷，从而产生电能。因此，石墨双极板是电池制造中不可或缺的材料。现有技术为了提升石墨双极板的性能，会在石墨双极板表面涂敷改性金属、树脂等材料。

2、石墨烯涂层是一种由石墨烯材料制成的薄膜，可以覆盖在不同类型的表面上。石墨烯是由单层碳原子以类似蜂窝状排列形成的二维结构，具有出色的力学、电学和热学特性。

3、石墨烯涂层可以通过不同的方法制备，这些方法可以生成单层或多层石墨烯，并将其转移到需要涂覆的基底表面上。石墨烯涂层凭借其结构薄、强度高、导电性高、阻隔性好等优点，在电子学、能源存储、光学涂层等许多领域中被视为一种具有巨大潜力的先进材料。

4、现有技术制备石墨烯涂层通常采用化学气相沉积、机械剥离等，但是化学气相沉积方法工艺较复杂，对设备要求较高，而机械剥离则不能保证石墨烯涂层薄膜的致密度以及平整度。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法。

2、本发明的技术解决措施如下：

3、本发明提供一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，其能通过将石墨双极板浸入配制好的氧化石墨烯，然后通过干燥箱对晾干的石墨双极板进行烘干，烘干后的石墨双极板通过氢碘酸溶液还原和无水乙醇浸泡，达到有效改善石墨双极板气密性，同时不会对双极板的导电性造成影响，提高双极板寿命等目的。

4、一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，包括以下步骤：

5、步骤一、将氧化石墨烯与水、乙醇、乙二醇混合配制成氧化石墨烯溶液；

6、步骤二、将0.1~5%的复合材料加入氧化石墨烯溶液；

7、步骤三、将氧化石墨烯溶液超声分散1h后再将清洗过的石墨双极板浸入；

8、步骤四、将石墨双极板取出后用水冲洗晾干；

9、步骤五、将石墨双极板放入干燥箱内烘焙1h；

10、步骤六、将烘焙后的石墨双极板用氢碘酸溶液还原2h；

11、步骤七、将石墨双极板取出后用无水乙醇浸泡2h，冲洗晾干得到成品。

12、作为一种优选，所述步骤一中氧化石墨烯的剂油比(c/o)为5~50。

13、作为一种优选，所述步骤二中氧化石墨烯溶液浓度为5~50mg/ml。

14、作为一种优选，所述步骤二中复合材料采用聚四氟乙烯。

15、作为一种优选，所述步骤三中石墨双极板与氧化石墨烯溶液的比例为每100g石墨双极板需氧化石墨烯溶液30~50g，加工温度设置为20~60℃。

16、作为一种优选，所述步骤五中干燥箱内的保护气主要成分为氮气，干燥箱温度设置为温度180~260℃。

17、作为一种优选，所述步骤六中氢碘酸溶液的浓度为2~3mol/l。

18、作为又一种优选，所述步骤六中的石墨双极板与氢碘酸溶液的比例为每100g石墨双极板需氢碘酸溶液10~15g，加工温度设置为20~80℃。

19、本发明的有益效果在于：

20、本发明通过在石墨双极板表面制备还原氧化石墨烯薄膜，可以有效改善石墨双极板气密性，同时不对会双极板的导电性造成影响，提高双极板寿命。

21、本发明在制备还原氧化石墨烯时，通过高温预还原氧化石墨烯，可以增强石墨烯薄膜致密度，改善涂层平整度。

22、本发明通过在氧化石墨烯溶液添加复合材料来提高涂层性能，强度和韧性更好，可以进一步增加基底表面的抗刮擦性能和耐久性。

23、本发明中的氧化石墨烯溶液为水性溶剂，安全环保。

24、综上所述，本发明具有有效改善石墨双极板气密性、提高石墨双极板寿命、涂层平整、产品性能好、工艺流程简单、安全环保等优点，适合燃料电池技术领域。

技术特征：

1.一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，其特征在于，所述步骤一中氧化石墨烯的剂油比(c/o)为5~50。

3.根据权利要求1所述的一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，其特征在于，所述步骤二中氧化石墨烯溶液浓度为5~50mg/ml。

4.根据权利要求1所述的一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，其特征在于，所述步骤二中复合材料采用聚四氟乙烯。

5.根据权利要求1所述的一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，其特征在于，所述步骤三中石墨双极板与氧化石墨烯溶液的比例为每100g石墨双极板需氧化石墨烯溶液30~50g，加工温度设置为20~60℃。

6.根据权利要求1所述的一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，其特征在于，所述步骤五中干燥箱内的保护气主要成分为氮气，干燥箱温度设置为温度180~260℃。

7.根据权利要求1所述的一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，其特征在于，所述步骤六中氢碘酸溶液的浓度为2~3mol/l。

8.根据权利要求1所述的一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，其特征在于，所述步骤六中的石墨双极板与氢碘酸溶液的比例为每100g石墨双极板需氢碘酸溶液10~15g，加工温度设置为20~80℃。

技术总结
本发明涉及一种石墨双极板复合石墨烯涂层制备方法，步骤一、将氧化石墨烯与水、乙醇、乙二醇混合配制成氧化石墨烯溶液，步骤二、将0.1~5%的复合材料加入氧化石墨烯溶液，步骤三、将氧化石墨烯溶液超声分散1h后再将清洗过的石墨双极板浸入，步骤四、将石墨双极板取出后用水冲洗晾干，步骤五、将石墨双极板放入干燥箱内烘焙1h，步骤六、将烘焙后的石墨双极板用氢碘酸溶液还原2h，步骤七、将石墨双极板取出后用无水乙醇浸泡2h，冲洗晾干得到成品；有效改善石墨双极板气密性、提高石墨双极板寿命、工艺流程简单、安全环保。

技术研发人员：周志强,胡海云,张学龙,李昊南,秦续莹,常梦涵
受保护的技术使用者：浙江华熔科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16