燃料電池利用燃料與氧氣的化學轉化產生電能，其核心組件包括膜電極單元。膜電極單元是由可傳導質子的膜和分別設置在膜兩側的電極(陽極和陰極)構成的聯合體。燃料電池一般由大量堆疊設置的膜電極單元構成，這些膜電極單元的電功率相互疊加。
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燃料電池電堆是由多片雙極板與膜電極組裝而成，結構為雙極板、膜電極、雙極板、膜電極……其中雙極板是燃料電池電堆的主要部件，占據電池電堆整體成本的40％以上。雙極板起著分隔陽極反應物和陰極反應物、支撐整個電池系統的重要作用。燃料電池內部的微酸性環境對雙極板材料的性能要求比較高，目前只有純石墨材料能夠完全滿足雙極板材料性能上的要求。但是，純石墨材料的制造及加工成本都很高，而且加工困難，易于破碎，很難批量生產。目前，也有采用金屬雙極板制備燃料電池的，但是，金屬雙極板的加工成本很高，且壽命較短，長期在酸性環境下使用很容易被腐蝕。
目前，石墨基復合雙極板因其加工條件及成本上的優勢，應用潛力巨大。但是，石墨基復合雙極板成型強度較低，無法壓制厚度較薄的雙極板，而且石墨基復合雙極板制備得到的電堆整體體積較大、功率密度小，很難滿足燃料電池電堆的使用需要。
雄韜紙電堆極板避免了兩種板型的缺點，具備抗彎強度高、厚度薄、壽命長、重量輕、成本低等多種優勢。
紙電堆極板制備方式并不復雜，上料采用熱壓制成，保壓一段時間之后脫模得到樣品。從紙電堆極板的構造來看，中間是碳紙基材，外面是“樹脂+導電材料”。
目前制成的小樣品極板總厚度0.38 mm （極板0.18 mm，流道深度0.2 mm），單電池1.3 mm，薄度堪比金屬極板，但耐腐蝕性遠超金屬極板。
經過數據分析發現，對比石墨雙極板、模壓雙極板、金屬雙極板三種板型來看，在抗壓、抗彎強度（MPa）、壽命（h）、厚度(mm)、質量（g/片）、生產周期、成本（元）等多個性能指標上，紙電堆TM極板均有很不錯的表現，在導電性（S/cm）上還有待進一步提升。目前紙電堆極板可以準備裝堆測試。未來紙電堆將成為高功率電堆市場的有力競爭者。
雄韜的紙雙極板制備方法可能是今年9月份申請的專利，CN115000442A，本申請公開了一種燃料電池雙極板及其制備方法，該制備方法包括如下步驟：S01、將60％?90％石墨基體、5％?30％樹脂和0?20％導電填充物混合均勻，得到混合物；將所述混合物進行輥壓，得到預制板；S02、將導電基材與步驟S01中的預制板進行疊放，得到多層中間體；于真空下，將所述多層中間體進行壓制，得到帶流道的極板；所述多層中間體為具有兩層結構或三層結構的中間體，所述兩層結構的中間體包括上層預制板和下層導電基材，所述三層結構的中間體包括上層預制板、中間層導電基材和下層預制板；S03、將步驟S02中帶流道的極板于100℃?350℃加熱固化5min?180min，得到燃料電池雙極板。本申請能夠解決極板最薄處難以成型的問題，制備得到的雙極板成型強度較好，可滿足燃料電池的使用需要。
根據專利介紹，本發明通過以60％-90％石墨基體、5％-30％樹脂和0-20％導電填充物混合制備預制板，然后以具有三層結構的中間體(上層預制板、中間層導電基材和下層預制板)制備帶流道的極板，能夠解決極板最薄處難以成型的問題，制備得到的雙極板成型強度較好，能夠得到厚度較薄的雙極板；采用本申請雙極板制得的電堆整體體積較小、功率密度較大，可以滿足燃料電池電堆的使用需要。本發明的制備方法簡單，生產成本較低，生產效率較高，易于批量化或大規模生產。
所述石墨基體優選為膨脹石墨、鱗片石墨或者微晶石墨。
所述樹脂優選為PPS、PVDF、酚醛樹脂、PI、PES和PEI中的一種或者至少兩種的混合物。
所述導電填充物優選為炭黑、碳纖維、納米碳管和石墨烯中的一種或者至少兩種的混合物。本申請的雙極板結構中，存在以石墨為主體的連續導電網絡以及以樹脂為主體的分散式增強相，通過加入導電填充物，且控制加入的導電填充物為點狀、片狀以及線狀的納米導電材料，可以在樹脂(分散式增強相)內形成一定的導電網絡，從而進一步提高本申請雙極板結構的導電性能。
所述導電基材優選為碳紙、碳纖維布或者石墨紙。導電基材能夠有效提高雙極板的韌性，同時有效保證雙極板的導電性能。
原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：雄韜推出新型紙電堆極板
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