[發明專利]燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法

無效

• 申請號: 200810061896.9
• 申請日: 2008-05-23
• 公開（公告）號: CN101286565A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 黃志達
• 申請（專利權）人: 黃志達
• 主分類號: H01M4/96
• 分類號: H01M4/96;H01M4/88;D01F9/12;C01B31/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所
• 代理人: 吳秉中

1.燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于包括以下工藝步驟：

1)選用含碳量大于95％，長度3mm-6mm，纖維直徑為5μm-10μm的無膠聚丙烯腈基碳纖維為原料，按非織造工藝進行抄造，其中采用CMC作為碳纖維分散劑，用量為碳纖維的20-30％；以水溶性聚乙烯醇纖維作為增強粘結纖維，用量為碳纖維的14-20％；

2)經步驟1)抄造的半成品選用水溶性酚醛樹脂，采用浸漬方式進行樹脂涂布，并控制樹脂涂布量為原紙的45％-55％，然后在95℃-115℃溫度下干燥；

3)采用平板硫化機，在溫度175℃-195℃、壓力1.0Mpa-1.5Mpa條件下熱壓處理，熱壓時間為25-40秒；

4)在2100-2300℃溫度下進行高溫碳化處理，再經保溫和降溫處理。

2.如權利要求1所述的燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于步驟1)中分散劑用量為碳纖維的24-26％，增強粘結纖維用量為碳纖維的15-18％。

3.如權利要求1所述的燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于步驟2)中樹脂涂布量為原紙48％-52％。

4.如權利要求1所述的燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于步驟2)中的干燥溫度為100℃-110℃。

5.如權利要求1所述的燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于步驟3)中的熱壓溫度為180℃-190℃、壓力為1.2Mpa-1.4Mpa；熱壓時間為25-35秒。

6.如權利要求1所述的燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于步驟4)中的碳化溫度為2150-2250℃。

7.如權利要求1所述的燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于步驟4)的高溫碳化工藝中，1000℃以下時，在真空條件下的升溫速率為4-6℃/分鐘；1000℃以上時，在真空或惰性氣體保護條件下的升溫速率為10-15℃/分鐘；保溫時間為0.8-1.2小時；采用自然降溫的方式進行降溫。

8.如權利要求1所述的燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于步驟1)中的抄造面密度為38-42g/m²，相應的步驟(3)中采用雙層面密度為38-42g/m²進行復合熱壓。

9.如權利要求1所述的燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于步驟2)的水溶性酚醛樹脂中添加KH550交聯劑，添加量為水溶性酚醛樹脂的10-15％，優選為10％。

10.如權利要求8所述的燃料電池用高性能碳纖維電極材料的生產方法，其特征在于步驟1)中的抄造面密度為40g/m²，相應的步驟(3)中采用雙層面密度為40g/m²進行復合熱壓。