碳基复合材料模压双极板研究进展

冯利利¹，陈越¹，汤思遥¹，李星国³

1. 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院3. 北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学国家实验室

摘 要：双极板作为质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的重要组成部件,对电池堆的重量、体积、效率、耐久度、成本起着决定性作用.目前,金属板与石墨板电堆制备技术相对成熟,已经广泛应用于商用车、乘用车领域,但复合双极板的生产制造因原料配方未完全实现国产化、无法大批量流水线生产、成本较高等在我国仍未大批量投入市场,寻找低成本的原材料、优化原料配比及加工条件、缩短加工周期对复合双极板的产业化具有重要意义.本文首先比较了金属双极板、石墨双极板和复合双极板的特点,介绍了复合双极板的模压工艺及优点,然后概述了碳基复合材料模压双极板的研究进展,包括以酚醛树脂、环氧树脂和乙烯基酯树脂等热固性树脂为黏结剂的树脂/石墨复合双极板和炭黑、碳纤维、碳纳米管增强复合双极板,重点总结了原料种类、配比和成型工艺条件对双极板性能的影响,最后梳理了复合双极板的产业化现状,提出国内外主要双极板研发企业面临的问题,并对复合双极板的发展方向进行了展望.

关键词：质子交换膜燃料电池;复合双极板;石墨;热固性树脂;碳增强材料;