【技术实现步骤摘要】
本申请涉及燃料电池领域，尤其涉及一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法。
技术介绍
1、柔性石墨双极板作为燃料电池的关键组件之一，其性能直接影响到燃料电池的效率和寿命。在质子交换膜燃料电池中，双极板不仅承担着传导电子的作用，还需要具备良好的热管理性和水管理能力。因此，提高双极板的疏水性成为优化燃料电池性能的关键技术之一。
2、目前，常见的柔性石墨板制备方法是将膨胀石墨经过多道辊压成预制板，然后通过模压成型制作流道，最后进行浸渍处理，常用的浸渍液包括丙烯酸树脂或环氧体系。然而，由于石墨和树脂材料体系本身的疏水性不足，使得制备出的柔性石墨板接触角大约只有70-80°。在高温运行过程中，双极板的接触角会进一步下降。接触角过低会导致电堆运行过程中生成的水难以有效排出，从而容易引起堵水现象，降低电堆的性能。接触角是衡量液体与固体表面接触时的角度，是液体滴落在固体表面上形成的一个小珠状液体的切线与固体表面的夹角。较低的接触角导致水分在板面扩散面积增加，不利于电堆内部生成水的及时排除，可能引发堵水现象，从而对电堆性能产生负面影响。角度的大小直接反映了固体表面的润湿性或疏水性。由于石墨板表面的亲水基团较多，导致疏水性不足，造成电堆运行过程中生成的水易造成堵水现象。
3、因此，需要提供一个能够有效减少柔性石墨板表面的亲水基团，提高疏水性的柔性石墨板接触角的前处理方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种有效减少柔性石墨板表面的亲水基团，提高疏水性的柔性石墨板接触角的前处
2、本申请的实施例提供一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，所述方法包括步骤：
3、处理膨胀石墨以清除其表面的亲水基团；
4、辊压处理后的膨胀石墨以形成柔性石墨预制板；
5、对所述石墨预制板进行真空模压以成型流道；
6、真空加压浸渍成型后的石墨预制板，并清洗及干燥浸渍后的石墨预制板以得到柔性石墨板。
7、在本申请的至少一个实施例中，步骤“处理膨胀石墨以清除其表面的亲水基团”包括步骤：将膨胀石墨至于马弗炉内进行1500℃-3000℃的超高温处理；处理过程中加入惰性气体，得到处理后的膨胀石墨。
8、在本申请的至少一个实施例中，步骤“处理膨胀石墨以清除其表面的亲水基团”包括步骤：称取硅烷偶联剂并配置改性溶液，备用；搅拌所述硅烷偶联剂与所述改性溶液以得到水解后的硅烷偶联剂；搅拌所述水解后的硅烷偶联剂与膨胀石墨，并抽滤及干燥后得到处理后的膨胀石墨。
9、在本申请的至少一个实施例中，步骤“将膨胀石墨至于马弗炉内进行超高温处理”中，处理时间为10min-30min。
10、在本申请的至少一个实施例中，所述改性溶液为无水乙醇与去离子水的混合物。
11、在本申请的至少一个实施例中，步骤“称取硅烷偶联剂并配置改性溶液”中，按膨胀石墨的质量分数0.1％-30％称取硅烷偶联剂，按体积比60％-90％称取无水乙醇，10％-40％称取去离子水。
12、在本申请的至少一个实施例中，步骤“搅拌所述硅烷偶联剂与所述改性溶液以得到水解后的硅烷偶联剂”中，搅拌所述硅烷偶联剂与所述改性溶液的转速为200-800r/min，搅拌时间为10min-600min。
13、在本申请的至少一个实施例中，步骤“搅拌所述水解后的硅烷偶联剂与膨胀石墨，并抽滤及干燥后得到处理后的膨胀石墨”中，搅拌所述水解后的硅烷偶联剂与膨胀石墨的时间为10min-600min，干燥温度为40℃-80℃，干燥时间为24h-72h。
14、在本申请的至少一个实施例中，步骤“辊压处理后的膨胀石墨以形成柔性石墨预制板”中，辊压的方式为多道辊轴，柔性石墨预制板的厚度为1mm-10mm，柔性石墨预制板的密度0.1-0.3g/cm3。
15、在本申请的至少一个实施例中，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷任意一种。
16、上述提供的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，通过减少或去除膨胀石墨表面的亲水基团，以提高材料的疏水性。再将处理后的膨胀石墨进行辊压、真空模压、真空加压浸渍、清洗与干燥，最终制成柔性石墨板。制成的柔性石墨板表面的亲水基团减少，使得柔性石墨板表面的疏水性提高，从而接触角得到显著提升，从而有利于排出电堆运行过程中生成的水，减少堵水现象，提高电堆性能。
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1.一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，步骤“处理膨胀石墨以清除其表面的亲水基团”包括步骤：
3.根据权利要求1所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，步骤“处理膨胀石墨以清除其表面的亲水基团”包括步骤：
4.根据权利要求2所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于步骤“将膨胀石墨至于马弗炉内进行超高温处理”中，处理时间为10min-30min。
5.根据权利要求3所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，所述改性溶液为无水乙醇与去离子水的混合液。
6.根据权利要求5所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，步骤“称取硅烷偶联剂并配置改性溶液”中，按膨胀石墨的质量分数0.1％-30％称取硅烷偶联剂，按体积比60％-90％称取无水乙醇，10％-40％称取去离子水。
7.根据权利要求3所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，步骤“搅拌所
8.根据权利要求3所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，步骤“搅拌所述水解后的硅烷偶联剂与膨胀石墨，并抽滤及干燥后得到处理后的膨胀石墨”中，搅拌所述水解后的硅烷偶联剂与膨胀石墨的时间为10min-600min，干燥温度为40℃-80℃，干燥时间为24h-72h。
9.根据权利要求1所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，步骤“辊压处理后的膨胀石墨以形成柔性石墨预制板”中，辊压的方式为多道辊轴，柔性石墨预制板的厚度为1mm-10mm，柔性石墨预制板的密度0.1-0.3g/cm3。
10.根据权利要求3所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，步骤“处理膨胀石墨以清除其表面的亲水基团”包括步骤：
3.根据权利要求1所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，步骤“处理膨胀石墨以清除其表面的亲水基团”包括步骤：
4.根据权利要求2所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于步骤“将膨胀石墨至于马弗炉内进行超高温处理”中，处理时间为10min-30min。
5.根据权利要求3所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，所述改性溶液为无水乙醇与去离子水的混合液。
6.根据权利要求5所述的一种提高柔性石墨板接触角的前处理方法，其特征在于，步骤“称取硅烷偶联剂并配置改性溶液”中，按膨胀石墨的质量分数0.1％-30％称取硅烷偶联剂，按体积比60％-90％称取无水乙醇，10％-40％称取去离子水。
7.根据权利要求3所述的一种提高柔性石墨板接触角...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊浩，吴国平，欧腾蛟，郑至凯，
申请(专利权)人：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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