质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，不受“卡诺循环”的限制，其能量转化效率可达到40％~60%，被誉为继火力发电、水力发电、核能发电之后的第四种发电方式。双极板作为PEMFC的关键部件之一，具有支撑膜电极、运输燃料、分隔反应气体、收集并传导电流的作用，同时还担负起整个电池的排水和散热功能，其性能的好坏对电池堆的输出功率和使用寿命产生决定性影响。石墨/树脂双极板同时具有石墨板双极板和金属双极板的属性，已成为研究的热点对象，但该复合材料双极板存在一个“此消彼长”矛盾，即随着石墨导电颗粒含量的增加，双极板的导电性不断增加，双极板的机械强度却是不断下降的。　　本文以导电性和机械强度作为双极板性能的衡量标准，以天然鳞片石墨为导电材料、液态酚醛树脂为粘结剂、聚乙烯醇缩丁醛为增韧剂为主要材料，并按照增材制造的思想，采用分层制造的方法来组装具有三维导电通路的石墨复合双极板。论文首先从制备聚合物薄膜半固化片工艺入手，利用耐高温分离膜可以减小半固化树脂与基片离型力的特点，成功的制备出了不同厚度的聚合物半固化片。研究发现酚醛树脂：聚乙烯醇缩丁醛：无水乙醇质量比为1:5:5的聚合物胶液在70℃下干燥120min具有较好的成膜效果。其次，利用3D打印机打印所需复杂形状的模板，采用类冲裁造型、填充石墨浆料的工艺过程较好的制备了带有导电区域的单元层，并研究了影响填充效果的各种因素。第三，探究了在较低石墨导电颗粒含量下层铺组装双极板的工艺过程，发现石墨含量为65wt%时，双极板的电导率高达142.04S/cm，但弯曲强度只要38.49MP。最后，按照设计的类工字型分形三维导电网络结构组装双极板，并对其进行导通性测试，发现单一路径的三维导电网络双极板符合欧姆导电定律，而随着导电网络复杂度的增加，各个位置的电流又趋于相等。　　本文不同于传统的双极板制造方法，而是将石墨导电颗粒“整体分散、局部集中”于基材中，形成具有三维导电网络的双极板，这将为石墨复合材料双极板提供一种新的制备方法。