燃料电池的带沟隔板的制造方法.pdf

上传人:1*** 文档编号:1076812 上传时间:2018-03-30 格式:PDF 页数:8 大小:370.57KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN85104873

申请日:

1985.06.26

公开号:

CN85104873A

公开日:

1987.06.10

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

|||授权|||审定|||公开|||

IPC分类号:

H01M2/14; H01M8/02

主分类号:

H01M2/14; H01M8/02

申请人:

日立化成工业株式会社

发明人:

菊池好洋; 山田和夫; 藤田淳

地址:

日本东京都

优先权:

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利代理部

代理人:

杜日新

PDF下载: PDF下载
内容摘要

经下列方法制出的燃料电池用有沟隔壁板,即使模压成很薄的板,也具有充分的不渗透性,其制造法包括下列步骤:叠层多个浸渍过水和(或)有机溶剂的膨胀石墨板,或组合多个浸渍过或没有浸渍过水和(或)有机溶剂的膨胀石墨板,预成型叠层板,干燥预成型后的叠层板,加压成型干燥后的叠层板。

权利要求书

1: 1、一种燃料电池用的有沟隔壁板的制造法,其特征为包括下列步骤: 把浸渍过水和(或)有机溶剂的多个膨胀石墨板进行迭层,或把浸渍过水和(或)有机溶剂的多个膨胀石墨板与没有浸渍过水和(或)有机溶剂的一个或多个膨胀石墨板进行组合迭层。 在具有沟槽的模中,预成形迭层板。 干燥予成形后的迭层板。 加压成形干燥后的迭层板。 2、根据权项1所述的方法,其中浸渍过水和(或)有机溶剂的膨胀石墨板至少放置在迭层板的上面和下面。 3、根据权项1所述的方法,其中膨胀石墨板具有0.1至
2: 0g/Cm 3 的体积密度。 4、根据权项1或2所述的方法,其中有机溶剂是甲醇、乙醛、丁醇、丙酮、三氯乙烯或其混合体。 5、根据权项1、2或4所述的方法,其水和(或)有机溶剂的浸渍量为膨胀石墨板体积的5%至40%。 6、根据权项1所述的方法,其加热干燥是从50℃至150℃逐渐加热而进行的。

说明书


本发明涉及燃料电池用带沟隔壁板的制造方法。

    燃料电池是以氢、联氨、甲醇等为燃料,以空气(氧)为氧化剂,进行电化学反应,直接取出电能的装置。从一个电池中取出的电压不过0.3~1.2V,这个电压很低,所以在实际应用中,是将几十个~几百个单元电池串联积层在一起使用的,用隔壁板这种构造材料将各单元电池电气导通。而且对供给单元电池的燃料和氧化剂来说,起的是分离界膜的作用。因此,就要求隔壁板具有导电性,对气体和液体具有不渗透性,并且还要求对于燃料、氧化剂、电解质(磷酸、硫酸、氢氧化钠溶液等)具有抗蚀性。

    使用膨胀石墨成形板,可作为满足上述性能的材料。然而,如图1所示,在形成两面带沟的隔壁板时,由于在沟部集中负荷的影响,在隔壁板上产生微小的裂缝,使对气体液体的不浸透性下降。为了防止这种现象,保持对气体液体的不渗透性,必须增加板的厚度,这便产生了增大燃料电池体积的问题。

    本发明的目的是,解决上述问题,提供具有充分不渗透性的且厚度薄的燃料电池用的带沟隔壁板的制造方法。

    本发明提供的燃料电池用带沟隔壁板的制造法如下:

    迭层浸泡过水和(或)有机溶剂的多个膨胀石墨板,或浸泡过水和(或)有机溶剂地多个膨胀石墨板与没有浸泡过水和(或)有机溶剂的一个或多个膨胀石墨板的组合。

    在具有沟槽的模中,预成形迭层板。

    干燥预成形后的迭层板。

    加压成形干燥后的迭层板。

    附图是燃料电池用带沟的隔壁板的简图。

    本发明所使用的膨胀石墨可以这样制造。

    石墨具有层状结构,是碳原子排成的六角环网状平面重迭构成的,层平面内的结合力非常强,形成密网平面。但是,在与层平面成直角的方向结合力较弱,在层之间相对地存在较大的空间。因此,在适当的条件下,酸、碱金属、卤素、氯化物等多种类的化学物质容易进入石墨层间,与碳原子结合,形成石墨层间化合物。将这种石墨层间化合物加热到适当的温度,例如350℃以上,最好是在800℃以上,化合物就会立刻分解,侵入的化学物质变为蒸气逸出,石墨沿结晶的C轴方向膨胀10~400倍。将这样取得的膨胀石墨制成粒子状加以使用。

    用于制作本发明膨胀石墨板的膨胀石墨粒子,一般可采用体积密度在0.001g/Cm3至0.02g/Cm3的粒子,最好是使用体积密度为0.001g/Cm3至0.005g/Cm3的。将这样的膨胀石墨粒子单独地利用冲压或辊压加压成形,制成体积密度达到0.1~1.0g/Cm3的板状膨胀石墨板(以下称板)。这时板厚可以根据燃料电池用隔壁板(以下称为隔壁板)的厚度适当地选定,从0.2毫米~几毫米。

    板的迭层数是考虑了隔壁板的密度、板厚和干燥板重量后而决定的,通常可使用3~30块板。

    用水和(或)有机溶剂对板浸渗的方法可使用喷涂法、涂布法、浸渍法等任何一种。膨胀石墨粒子体积密度为0.001g/Cm3至0.005g/Cm3的板以使用浸渍法为宜。

    添加的水和(或)有机溶剂,使膨胀石墨板加压成形时,膨胀石墨粒子容易流动,防止了在隔壁板沟部和凸部出现裂缝,有很好的方向性,所以对气体液体有优良的不透过性。对达到上述目的的有机溶剂没有特殊限制,只要使用与水具有同等蒸气压,并且价格便宜的有机溶剂就可以。例如,有机溶剂有甲醇、乙醛、丁醇、丙酮、三氯乙烯等,以及它们的混合物。

    水和酒精的混合液、表面活性剂的水溶液等也可使用在本发明中。以下,仅以水为例进行说明。

    膨胀石墨板内的水含浸量为体积的5~40%为宜。过少时达不到效果,过多时成形操作复杂,干燥时间变长。

    迭层板可以采用完全使用了水或有机溶剂浸泡的板,或者是把隔壁板的凸部体积的部分用水和(或)有机溶剂等浸泡,而其余部分没有用水或有机溶剂浸泡的板来进行迭层,任一种方法都可以。

    予成形是在室温中平均压力通常为50~200Kg/Cm2的条件下进行的,以100~200Kg/Cm2为宜。

    干燥通常在50~150℃的温度中进行。如果急剧加热,就会在受压的膨胀石墨板之间产生气孔,所以最好从50℃开始,每小时升温10℃,在高于100℃时保持1小时以上。使用有机溶剂时,需检查有无起火的危险性等,以便确定干燥条件。

    加压成形是在有沟结构的金属模中或在有凸纹结构的模中进行的。即在模中对干燥的成形体施加100~800Kg/Cm2的压力,制成隔壁板。成形时,例如在10~50Kg/Cm2的压力下,进行充分的排气,以防止因残存的空气而使隔壁板中产生气泡。

    下面,通过实施例说明本发明。

    实施例1

    体积密度为0.002g/Cm3的膨胀石墨(日立化成工业株式会社制,商品各HGP-1)通过加压滚轧,制成厚1mm、密度0.5g/Cm3、宽400mm以及长400mm的膨胀石墨板。将这种板在水中浸渍5分钟,制成含有水份为体积的40%的板(浸渗板)。将这种浸渗板切割成100×100mm小块,把10个这种浸渗块迭层置入模中。另一方面,在模中配置各内侧面具有许多宽3mm、深3mm、间距5mm沟的上下凸模,使上凸模沟与下凸模沟相互垂直。施加50Kg/Cm2的压力,反复进行加压、除压,充分地排气后,加80Kg/Cm2的压力进行预成形。其次,在干燥机中由50℃开始,每小时升温10℃,在120℃中保持1小时,干燥后,利用与预成形相同的模和凸模,并加压300Kg/Cm2成形,这样就获得了图1所示形状的,两侧具有宽3mm、高2mm以及间距5mm互相正交的凸部、总体厚度5mm,密度1.5g/Cm3的燃料电池用带沟的隔壁板。

    实施例2

    通过实施例1中的加压滚轧后,把膨胀石墨板切割成100×100mm的未浸渗块,取5个未浸渗块,5个用实施例1相同方法得到的水浸渗块,放入模中,按上面2个浸渗块,中间5个未浸渗块,下面3个浸渗块的顺序迭层,用与实施例1相同的方法预成形,与实施例1相同的方法进行干燥和成形,制得厚度、密度和形状与实施例1相同的隔壁板。

    实施例3

    将实施例1的膨胀石墨板在工业纯甲醇中浸渗3分钟,使其含甲醇量为体积的30%后,切割成100×100mm的浸渗块。取这种浸渗块10个放入模中,进行与实施例1相同的预成形。然后风干,由40℃开始每小时升温10℃,在80℃中保持干燥1小时后,使用与实施例1相同的方法加压成形,获得厚度5mm、密度1.4,形状与实施例1相同的隔壁板。

    比较例

    取与实施例2相同方法获得的100×100mm未浸渗块10个,迭层放入模中,配置与实施例1相同组合的上下凸模,用50Kg/Cm2的压力进行排气后,在300Kg/Cm2的压力下加压成形,获得厚度、密度、和形状与实施例1相同的隔壁板。

    采用实施例1、2、3和比较例中所获得的各隔壁板制成50mm方块试验片,给试验片的片侧施加1Kg/Cm2的空气压,利用水中置换法测定空气的泄漏量,求出透气率,其结果表示在表1中。

    表1(单位Cm2/sec)

    表1清楚地表明,实施例隔壁板比较例隔壁板透气性小,对气体液体的不渗透性优良。

    根据本发明可以获得,不仅板厚度薄,而且对气体液体具有充分的不渗透性的燃料电池用带沟的隔壁板。

燃料电池的带沟隔板的制造方法.pdf_第1页
第1页 / 共8页
燃料电池的带沟隔板的制造方法.pdf_第2页
第2页 / 共8页
燃料电池的带沟隔板的制造方法.pdf_第3页
第3页 / 共8页
点击查看更多>>
资源描述

《燃料电池的带沟隔板的制造方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《燃料电池的带沟隔板的制造方法.pdf(8页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

经下列方法制出的燃料电池用有沟隔壁板,即使模压成很薄的板,也具有充分的不渗透性,其制造法包括下列步骤:叠层多个浸渍过水和(或)有机溶剂的膨胀石墨板,或组合多个浸渍过或没有浸渍过水和(或)有机溶剂的膨胀石墨板,预成型叠层板,干燥预成型后的叠层板,加压成型干燥后的叠层板。 。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 基本电气元件


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1