本发明涉及燃料电池零部件制作技术领域，尤其涉及一种柔性石墨双极板的模压制备方法。
背景技术：
质子交换膜燃料电池直接把氢气和氧气中的化学能转化为电能，不受卡诺循环限制，因此能量转换效率高，同时环境友好，可以广泛用于交通运输和地面发电等。但是，单节电池电压较低(0.6v～1.0v)，因此，为了得到实际可用的电压，需要把多个单电池串联起来，串联的连接件叫双极板，双极板具有分隔氢气、氧气，收集电流和支撑膜电极，同时还担负整个电池系统的散热功能和排水功能的作用，因此制作双极板的材料需要具有耐腐蚀、导电好、机械强度高、价格低廉、易于批量加工的特点。
双极板主要分为石墨双极板(硬石墨双极板和柔性石墨双极板)、复合材料双极板和金属双极板。其中，柔性石墨双极板具有高导电、耐腐蚀的特性，同时又具有一定韧性，可以模压批量化生产，是较为理想的燃料电池双极板。
目前柔性石墨双极板的模压生产过程为：压机下压，模具闭合；抽真空、保压；模具按设定值压制压力下压；破真空；人工/机器去除废料，取出极板；该工艺生产的石墨双极板存在边角毛刺多、去除废料时容易对极板造成损伤等问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种能够完全去除毛刺的柔性石墨双极板的模压制备方法。
本发明提供一种柔性石墨双极板的模压制备方法，包括以下步骤：
s101，将石墨放入模具中，然后将模具闭合；
s102，将模具内抽真空并保持一段时间，然后按照设定压力压制模具；
s103，向模具内通入氮气或其他气体破真空，开启模具，将双极板产品整体取出；
s104，利用激光器沿着双极板产品的外表面切割，将边角料去除，即得到双极板成品。
进一步地，所述模具包括上模具和下模具，所述上模具设有两个第一边缘压制部，所述下模具设有两个第二边缘压制部，所述第一边缘压制部和第二边缘压制部的侧边均为斜角边，且第一边缘压制部和第二边缘压制部的厚度较小，斜角边和厚度的设置能够确保在压制过程中不会因为模具对产品的挤压导致产品边缘断裂，同时又能在压制过程中给出极板边缘特质方便后续ccd拍摄。
进一步地，步骤s102中，抽真空后，模具内的相对大气压为100mpa～500mpa。
进一步地，步骤s102中，设定压力的大小为5000mpa～40000mpa。
进一步地，步骤s104中，激光器的激光模式选用tem00模的激光，光束发散角尽可能小，采用连续输出方式切割。
进一步地，步骤s104中，激光器的激光功率为50kw、100kw或250kw；用激光切割产品与边角料，切割后由于激光高温与石墨可燃的特点，切割后的产品无毛边，同时产品更易与边角料脱离。
进一步地，步骤s104中，利用吹气管在激光切割过程中通入纯度≥95％的氧气，在切割过程中需要保持氧气吹出量连续均匀，氧气的吹气方向与切割方向相反。
进一步地，所述激光器自右至左移动，所述吹气管通过若干支架固定在激光器的左侧，所述吹气管包括竖直部和倾斜部，所述竖直部设有进气口，所述倾斜部设有出气口，所述出气口向激光发出的方向自左至右吹出氧气。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的模压制备方法在极板模压过程中不压断边角料与产品，压制后的产品与多余边角料仍然为一个整体，将整体取出后通过激光切割的方式分离产品与边角料，可完全去除产品毛刺，完全消除后续极板毛刺在电堆中引起短路等问题；本发明提供的模压制备方法提高了产品外观尺寸一致性，可提高电堆装堆时的成功率；利用本发明提供的模压制备方法制得的双极板产品更易与边角料分离，减少了传统工艺中边角料与产品分离时出现缺口等影响质量的问题。
附图说明
图1是本发明一种柔性石墨双极板的模压制备方法的流程示意图。
图2是本发明一种柔性石墨双极板的模压制备方法使用的模具的结构示意图。
图3是本发明一种柔性石墨双极板的模压制备方法的吹气示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
实施例1：
请参考图1，本发明的实施例1提供了一种柔性石墨双极板的模压制备方法，包括以下步骤：
步骤s101，将石墨放入模具中，然后将模具闭合；
步骤s102，将模具内抽真空并保持一段时间，然后按照设定压力压制模具；其中，抽真空后，模具内的相对大气压为200mpa；设定压力的大小为6000mpa；
步骤s103，向模具内通入氮气破真空，开启模具，将双极板产品整体取出；
步骤s104，利用激光器沿着双极板产品的外表面切割，将边角料去除，即得到双极板成品；其中，激光模式选用tem00模的激光，激光功率为50kw，利用吹气管在激光切割过程中通入纯度≥95％的氧气，氧气的吹气方向与切割方向相反。
实施例2：
本发明的实施例2提供了一种柔性石墨双极板的模压制备方法，包括以下步骤：
步骤s101，将石墨放入模具中，然后将模具闭合；
步骤s102，将模具内抽真空并保持一段时间，然后按照设定压力压制模具；其中，抽真空后，模具内的相对大气压为150mpa；设定压力的大小为8000mpa；
步骤s103，向模具内通入空气破真空，开启模具，将双极板产品整体取出；
步骤s104，利用激光器沿着双极板产品的外表面切割，将边角料去除，即得到双极板成品；其中，激光模式选用tem00模的激光，激光功率为100kw，利用吹气管在激光切割过程中通入纯度≥95％的氧气，氧气的吹气方向与切割方向相反。
实施例3：
本发明的实施例3提供了一种柔性石墨双极板的模压制备方法，包括以下步骤：
步骤s101，将石墨放入模具中，然后将模具闭合；
步骤s102，将模具内抽真空并保持一段时间，然后按照设定压力压制模具；其中，抽真空后，模具内的相对大气压为250mpa；设定压力的大小为9000mpa；
步骤s103，向模具内通入氮气破真空，开启模具，将双极板产品整体取出；
步骤s104，利用激光器沿着双极板产品的外表面切割，将边角料去除，即得到双极板成品；其中，激光模式选用tem00模的激光，激光功率为250w，利用吹气管在激光切割过程中通入纯度≥95％的氧气，氧气的吹气方向与切割方向相反。
上述实施例1-实施例3中，使用的模具的示意图见图2，该模具包括上模具1和下模具2，上模具1设有两个第一边缘压制部11，两个第一边缘压制部11的侧边均为斜角边，下模具2设有两个第二边缘压制部21，两个第二边缘压制部21的侧边均为斜角边。
上述实施例1-实施例3中，吹气示意图见图3，参考图3，吹气管3通过若干支架4固定在激光器5的左侧，吹气管3包括竖直部31和倾斜部32，竖直部31设有进气口311，倾斜部32设有出气口321，激光器5在切割过程中自右至左移动，出气口321向激光发出的方向自左至右吹出氧气。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种柔性石墨双极板的模压制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s101，将石墨放入模具中，然后将模具闭合；
s102，将模具内抽真空并保压，然后按照设定压力压制模具；
s103，向模具内通入气体破真空，开启模具，将双极板产品整体取出；
s104，利用激光器沿着双极板产品的外表面切割，将边角料去除，即得到双极板成品。
2.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板的模压制备方法，其特征在于，所述模具包括上模具和下模具，所述上模具设有两个第一边缘压制部，所述下模具设有两个第二边缘压制部，所述第一边缘压制部和第二边缘压制部的侧边均为斜角边。
3.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板的模压制备方法，其特征在于，步骤s102中，抽真空后，模具内的相对大气压为100mpa～500mpa。
4.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板的模压制备方法，其特征在于，，步骤s102中，设定压力的大小为5000mpa～40000mpa。
5.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板的模压制备方法，其特征在于，步骤s104中，激光器的激光模式选用tem00模的激光。
6.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板的模压制备方法，其特征在于，步骤s104中，激光器的激光功率为50kw、100kw或250kw。
7.根据权利要求1所述的柔性石墨双极板的模压制备方法，其特征在于，步骤s104中，利用吹气管在激光切割过程中通入纯度≥95％的氧气，氧气的吹气方向与切割方向相反。
8.根据权利要求7所述的柔性石墨双极板的模压制备方法，其特征在于，所述激光器自右至左移动，所述吹气管通过若干支架固定在激光器的左侧，所述吹气管包括竖直部和倾斜部，所述竖直部设有进气口，所述倾斜部设有出气口，所述出气口向激光发出的方向自左至右吹出氧气。
技术总结