[發(fā)明專利]膜電極接合體的制造方法、膜電極接合體、膜電極接合體的制造裝置和燃料電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880013125.0
• 申請(qǐng)日: 2008-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN101663784A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鈴木弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M8/02
• 分類號(hào): H01M8/02;H01M8/10;H01M4/86
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所
• 代理人: 段承恩;田 欣

1.一種膜電極接合體的制造方法，包括：

在電解質(zhì)膜上涂布或裝載含有電解質(zhì)樹脂和擔(dān)載有催化劑的導(dǎo)電體 的催化劑混合物從而制作膜電極接合體前體的工序；和

在無(wú)氧狀態(tài)或低氧狀態(tài)下使該膜電極接合體前體暴露于來(lái)自外部的 過熱介質(zhì)的氣氛下的同時(shí)，在不進(jìn)行加壓或者在1MPa以下的低加壓下利 用該過熱介質(zhì)的冷凝熱將該膜電極接合體前體中的該電解質(zhì)膜與該催化 劑混合物的界面加熱而使其固定的工序。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極接合體的制造方法，其特征在于，所 述過熱介質(zhì)是100～280℃的過熱水蒸氣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜電極接合體的制造方法，其特征在于， 在將所述膜電極接合體前體中的電解質(zhì)膜與催化劑混合物的界面加熱而 使其固定的工序中不進(jìn)行加壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜電極接合體的制造方法，其特征在于， 在將所述膜電極接合體前體中的電解質(zhì)膜與催化劑混合物的界面加熱而 使其固定的工序中，使用多孔狀加熱板，并且不進(jìn)行加壓或者進(jìn)行該加熱 板的自重程度的1MPa以下的低加壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜電極接合體的制造方法，其特征在于， 所述電解質(zhì)膜具有用于涂布或裝載所述催化劑混合物的凹部。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜電極接合體的制造方法，其特征在于， 所述電解質(zhì)樹脂是F型全氟系高分子電解質(zhì)和/或F型烴系高分子電解質(zhì)， 所述過熱介質(zhì)是200～280℃的過熱水蒸氣。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜電極接合體的制造方法，其中，所述電解 質(zhì)樹脂是F型全氟系高分子電解質(zhì)和/或F型烴系高分子電解質(zhì)，并且該制 造方法還包括將F型官能團(tuán)水解的工序。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜電極接合體的制造方法，其特征在于， 所述電解質(zhì)樹脂是H型全氟系高分子電解質(zhì)和/或H型烴系高分子電解質(zhì)， 所述過熱介質(zhì)是100～150℃的過熱水蒸氣。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜電極接合體的制造方法，其特征在于， 所述電解質(zhì)膜具有由多孔性基材形成的增強(qiáng)層。

10.一種膜電極接合體，是采用權(quán)利要求1～9的任一項(xiàng)所述的方法制 造的，膜電極接合體中的電解質(zhì)膜與電極層的接合部分實(shí)質(zhì)上無(wú)界面，且 該接合部分附近的電極層是多孔的。

11.一種膜電極接合體的制造裝置，是在電解質(zhì)膜上涂布或裝載含有 電解質(zhì)樹脂和擔(dān)載有催化劑的導(dǎo)電體的催化劑混合物，并將該電解質(zhì)膜與 該催化劑混合物接合的膜電極接合體制造裝置，其中，包括：

內(nèi)部處于無(wú)氧狀態(tài)或低氧狀態(tài)的整體容器；

保持涂布或裝載了電解質(zhì)樹脂與擔(dān)載有催化劑的導(dǎo)電體的催化劑混 合物的電解質(zhì)膜的保持機(jī)構(gòu)；

用于使該整體容器中的膜電極接合體前體暴露于來(lái)自外部的過熱介 質(zhì)中的送風(fēng)口；和

用于將初期就存在于該整體容器內(nèi)的空氣以及從外部送入的該過熱 介質(zhì)排出的排出口。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的膜電極接合體的制造裝置，其特征在于， 所述保持涂布或裝載了含有電解質(zhì)樹脂和擔(dān)載有催化劑的導(dǎo)電體的催化 劑混合物的電解質(zhì)膜的保持機(jī)構(gòu)是輥對(duì)輥。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的膜電極接合體的制造裝置，其特征在于， 所述輥對(duì)輥的保持機(jī)構(gòu)的出入所述整體容器的出入口兼作所述排出口。

14.根據(jù)權(quán)利要求11～13的任一項(xiàng)所述的膜電極接合體的制造裝置， 其特征在于，具有用于將膜電極接合體前體中的電解質(zhì)膜與催化劑混合物 的界面加熱而使其固定的多孔狀加熱板。

15.一種固體高分子電解質(zhì)型燃料電池，其具有權(quán)利要求10所述的膜 電極接合體。