專利名稱：一種憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電化學(xué)電池領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種將燃料與氧化劑中 的化學(xué)能通過(guò)電極上的電催化反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它不受卡諾循環(huán)的限制，可以高效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,簡(jiǎn)稱PEMFC)由于具有低溫啟動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn)，是最有用希望應(yīng)用于未來(lái)電動(dòng)汽車的動(dòng)力源。由于燃料電池在工作時(shí)，是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，存在著熱平衡和水平衡問(wèn)題，其中燃料電池運(yùn)行中的水管理是一個(gè)很難控制的問(wèn)題。反應(yīng)氣中水量稍少(相對(duì)濕度低)時(shí)，會(huì)使質(zhì)子交換膜變干，電阻增大，從而使質(zhì)子的電遷移變得困難，燃料電池工作性能惡化。水量稍多，又容易在導(dǎo)流槽內(nèi)形成積水，堵塞反應(yīng)氣體的通路，導(dǎo)致電池組中氣體分配不均，影響電池性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致MEA發(fā)生水淹，電池失效。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)上述提出的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)。通過(guò)對(duì)多孔的膨脹石墨材料進(jìn)行填充憎水樹(shù)脂，從而制備成憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)，使流場(chǎng)表面憎水，促進(jìn)電池運(yùn)行中電池內(nèi)部水的排出，可以有效提高電池運(yùn)行的穩(wěn)定性和氣體的利用率。本實(shí)用新型采用的技術(shù)手段如下一種憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)，由多孔的膨脹石墨材料制成，所述膨脹石墨材料的孔內(nèi)設(shè)有具有憎水性的填充物，所述填充物的上表面與所述膨脹石墨材料的表面在同一水平面上。作為優(yōu)選，所述填充物包括至少一層填充層。作為優(yōu)選，所述填充層材料為聚四氟乙烯樹(shù)脂、聚偏氟乙烯樹(shù)脂或聚全氟丙烯樹(shù)脂中的一種。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I、可以在流場(chǎng)材料的接觸電阻沒(méi)有顯著增加的條件下，使流場(chǎng)的憎水性大大提高，使燃料電池流場(chǎng)具有較好的憎水功能。2、可以促進(jìn)電池內(nèi)部生成液態(tài)水的排出，減少了電池運(yùn)行中MEA水淹現(xiàn)象的發(fā)生，提高了電池運(yùn)行的穩(wěn)定性。3、可以減輕燃料電池運(yùn)行中的水管理壓力，同時(shí)提高了燃料電池反應(yīng)氣體的利用率?；谏鲜隼碛稍摫緦?shí)用新型可在電化學(xué)電池等領(lǐng)域廣泛推廣。

[0013]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖I是本實(shí)用新型的膨脹石墨材料中填充物為一層填充層的剖視圖。圖2是本實(shí)用新型的膨脹石墨材料中填充物為兩層填充層的剖視圖。圖3是本實(shí)用新型的膨脹石墨材料中填充物為一層的流場(chǎng)接觸角示意圖。圖4是本實(shí)用新型的膨脹石墨材料中填充物為兩層的流場(chǎng)接觸角示意圖。圖5是本實(shí)用新型的主視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)施例中的一種憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)，由多孔的膨脹石墨材料I制成。膨脹石墨材料I的孔內(nèi)設(shè)有具有憎水性的填充物2，填充物2包括填充層201，填充層201的材質(zhì)為聚四氟乙烯樹(shù)脂，且填充物2的上表面與膨脹石墨材料I的表面在同一水平面上。在憎水試驗(yàn)中，填充后的膨脹石墨材料I表面的接觸角為99.6(如圖3所示，其中A為水滴)。用填充后的膨脹石墨材料I加工制備成所需的燃料電池用膨脹石墨流場(chǎng)(如圖5所示)。實(shí)施例2:如圖2所示，本實(shí)施例中的一種憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)，由多孔的膨脹石墨材料I制成。膨脹石墨材料I的孔內(nèi)設(shè)有具有憎水性的填充物2，填充物2包括填充層201和填充層202。先對(duì)膨脹石墨材料I的孔內(nèi)填充填充層201，再對(duì)其進(jìn)行填充填充層202。其中，填充層201的材質(zhì)為聚四氟乙烯樹(shù)脂，填充層202的材質(zhì)為聚偏氟乙烯樹(shù)脂。填充后，填充物2的上表面與膨脹石墨材料I的表面在同一水平面上。在憎水試驗(yàn)中，填充后的膨脹石墨材料I表面的接觸角為114(如圖4所示，其中A為水滴)。用填充后的膨脹石墨材料I加工制備成所需的燃料電池用膨脹石墨流場(chǎng)(如圖5所示)。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)，由多孔的膨脹石墨材料(I)制成，其特征在于所述膨脹石墨材料(I)的孔內(nèi)設(shè)有具有憎水性的填充物(2)，所述填充物(2)的上表面與所述膨脹石墨材料(I)的表面在同一水平面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)，其特征在于所述填充物(2)包括至少一層填充層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)，其特征在于所述填充層材料為聚四氟乙烯樹(shù)脂、聚偏氟乙烯樹(shù)脂或聚全氟丙烯樹(shù)脂中的一種。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種憎水化燃料電池膨脹石墨流場(chǎng)，由多孔的膨脹石墨材料制成，其特征在于所述膨脹石墨材料的孔內(nèi)設(shè)有具有憎水性的填充物，所述填充物的上表面與所述膨脹石墨材料的表面在同一水平面上。本實(shí)用新型具有制作簡(jiǎn)單，有憎水功能，促進(jìn)電池運(yùn)行中液態(tài)水的排出，防止電池運(yùn)行中MEA發(fā)生水淹現(xiàn)象，有效減輕燃料電池運(yùn)行中的水管理壓力和提高反應(yīng)氣體的利用率等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M4/86GK202474104SQ20122006743
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者侯中軍, 劉常福, 單金環(huán), 徐乃濤, 明平文, 燕希強(qiáng) 申請(qǐng)人:新源動(dòng)力股份有限公司