[發明專利]一種改善電壓分布均一性的膜電極

有效

• 申請號: 201210513613.6
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103855407A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 宋微;俞紅梅;邵志剛;衣寶廉
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種改善電壓分布均一性的膜電極，包括氧側電極，氧側電極由依次疊合的擴散層基底、擴散層中微孔層、電極催化層構成，其特征在于：氧側電極中將電極擴散層中微孔層的憎水性從進氣端到出氣端方向上逐漸提高；擴散層基底的憎水性從進氣端到出氣端為均一性或者逐漸提高；電極催化層的憎水性從進氣端到出氣端方向上逐漸提高。

2.按照權利要求1所述的膜電極，其特征在于：以垂直于進氣端A至出氣端D間連線方向為電極寬邊，將電極從電極進氣端A至電極出氣端D的長度A-D計為1，所述的電極進氣端是指從電極進氣端A起的占A-D之間距離20%-33%長度與電極寬邊的電極所處區域，即A-B段的A-B之間距離；

所述電極出口端是指從電極出氣端D起的占A-D之間距離20%-33%長度與電極寬邊的電極所處區域，即C-D段的C-D之間距離。

3.按照權利要求1所述的膜電極，其特征在于：微孔層的憎水程度變化通過將微孔層從進氣到出氣端平均分為3-5個分區，每個分區刮涂不同重量PTFE配比的漿料，形成憎水性梯度分布的微孔層；

微孔層由3個分區時，按重量計，其距離進氣端的第一個分區微孔層中含0-15%的PTFE，第二個分區微孔層中含16-30%的PTFE，第三個分區微孔層中含31-40%的PTFE，其余為碳粉；

微孔層由4個分區時，按重量計，其距離進氣端的第一個分區微孔層中含0-8%的PTFE，第二個分區微孔層中含9-15%的PTFE，第三個分區微孔層中含16-30%的PTFE，第四個分區微孔層中含31-40%的PTFE，其余為碳粉；

微孔層由5個分區時，按重量計，其距離進氣端的第一個分區微孔層中含0-5%的PTFE，第二個分區微孔層中含6-10%的PTFE，第三個分區微孔層中含11-20%的PTFE，第四個分區微孔層中含21-30%的PTFE，第五個分區微孔層中含31-40%的PTFE，其余為碳粉。

4.按照權利要求1所述的膜電極，其特征在于：擴散層基底的憎水性是均一的，憎水程度通過控制浸泡的PTFE含量來控制，且PTFE含量在1-20wt.%。

5.按照權利要求1所述的膜電極，其特征在于：擴散層基底的憎水性是階梯分布的，憎水程度通過控制浸泡的PTFE含量來控制，將碳紙從進氣到出氣端平均分為3-5個分區，每個分區浸泡不同重量含量的PTFE，進而實現憎水性的梯度變化，每個分區PTFE含量在1-20wt.%。

6.按照權利要求5所述的膜電極，其特征在于：

碳紙由3個分區時，按重量計，其距離進氣端的第一個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量1-5%的PTFE，第二個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量6-14%的PTFE，第三個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量15-20%的PTFE；

碳紙由4個分區時，按重量計，其距離進氣端的第一個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量1-4%的PTFE，第二個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量5-9%的PTFE，第三個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量10-15%的PTFE，第四個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量16-20%的PTFE；

碳紙由5個分區時，按重量計，其距離進氣端的第一個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量1-3%的PTFE，第二個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量4-7%的PTFE，第三個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量8-13%的PTFE，第四個分區碳紙催化中含此區域碳紙和PTFE總重量14-17%的PTFE，第五個分區碳紙中含此區域碳紙和PTFE總重量18-20%的PTFE。