柔性石墨双极板是石墨极板家族的分支，采用膨胀石墨材料作为基础材料并进行改性处理，通过高温膨胀和氧化，保留原有石墨结构的同时加大了墨层的间距，压制出来的复合石墨双极板柔软且具有弹性，具有良好的导电导热，阻隔气体，耐腐蚀耐高温等性能，兼顾金属和石墨极板的优 点，已经实现批量化生产并在各类燃料电池和液流电池广泛应用。

柔性石墨双极板的制备工艺

膨胀石墨是利用天然鳞片石墨作为原料，筛选出合适大小的石墨颗粒并进行提纯处理，去除多余的矿物质。随后加入酸性的插层剂如硫酸或硝酸进行充分氧化反应，在石墨层间产生化合物以达到膨胀的效果。随后通过脱酸，洗净，干燥等工序将杂质去除，加入抗氧化剂以防止在后续高温条件下石墨被氧化。高温膨化一般在1000℃左右进行，需要控制好温度，湿度以及时间等工艺参数，保证层间化合物在高温下完全分解的同时石墨颗粒不会被氧化，分解化合物产生的作用力拉大了层间距，最终形成松散结构可弯曲的柔性膨胀石墨。

在滚压过程中，蠕虫形态的石墨条会被压制成为密度较低的柔性板材，内部结构多孔而蓬松。为了防止气体在内部聚集，柔性石墨极板的压制一般在真空条件下进行，为了弥补气密性和机械性能的不足可以注入聚合物树脂并压制成型带有流道的高密度柔性石墨板。石墨和树脂的比例需要经过多次试验以确定最佳的配比方案，在导电性和强度之间取得平衡。压合完的单极石墨板经过品检筛选，送入下一道浸渗工序。浸渗注胶可以改善极板的密封和机械性能，浸渍液一般采用配置好树脂溶液，已成型的柔性双极板经历上料，真空加压浸渗，下料的连续化流程，还需要再次进行清洗、烘箱烘干以及固化处理。其后的生产工序包括整平，涂胶，双极板粘结，密封以及切边等，最终得到柔性石墨双极板产品，篇幅关系不再赘述。

柔性石墨双极板在燃料电池中的应用

作为氢燃料电堆的核心部件之一，双极板的成本大约占到电池总成本的三成，仅次于MEA,并且占据电堆绝大多数的体积和重量。相对于金属双极板，石墨双极板开发更早，技术以及商业化更为成熟， 由于硬质石墨双极板有不易加工，时间成本高，易断裂等缺点，成本低廉的柔性双极板更为受到市场的青睐，尤其适合中小电堆的生产。随着国家政策的扶持以及新能源汽车的发展，庞大的氢燃料电池的需求带动了膨胀石墨双极板的产业化，无论是在能量效率的提升还是规模化成本降低方面都取得了长足进步。未来研究的重点主要集中在降低接触电阻，兼容良好的导电性能和机械强度，提高疏水/亲水性能。此外，薄型柔性石墨双极板的开发以及生产流程的全自动化等相关前沿技术也将会成为热点。

膨胀石墨双极板在全矾液流电池中的应用

柔性膨胀石墨双极板具有很高能量密度和良好柔性，在生产储能液流电池领域使用较为广泛，不过受制于成本等因素，在一些大功率电堆应用中碳塑复合材料双极板占据主导地位。绝大多数的液流电池电解液具有腐蚀性，比如全矾液流电池VRFB酸浓度要高于常规的燃料电池，长期运行在大功率条件下，存在电解液渗漏，钒溶液腐蚀等隐患。对于一些需要刻流道的石墨极板，复杂的制造工艺又会大大推高双极板的成本。此外，作为一种新型的膨胀石墨改性复合材料，其长期使用的寿命以及电化学运行稳定性有待更多项目的验证。