[發明專利]一種質子交換膜燃料電池用氣體擴散層的制備方法

有效

• 申請號: 201310692107.2
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104716337A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 李曉錦;于書淳;郝金凱;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: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 劉陽

1.一種用于質子交換膜燃料電池的氣體擴散層的制備方法，其特征在于：過程如下，

1）將分散劑溶于去離子水中形成均勻的水溶液，分散劑的溶度控制在0.5wt‰-1wt‰；

2）將導電炭黑加入到上述水溶液中，機械攪拌2-10小時，然后再超聲分散30-60分鐘，形成均勻的懸浮液；

3）將憎水劑乳液加入到上述導電炭黑的懸浮液中，緩慢攪拌5-20分鐘形成微孔層漿料；

4）將上述微孔層漿料均勻涂覆到氣體擴散層的支撐層的一側上，干燥并稱重，然后重復該步驟直到炭黑的擔載量達到0.4mg/cm²-1.5mg/cm²；

5）在上述支撐層未涂覆微孔層的一側噴涂低濃度的憎水劑乳液，干燥并稱重，使憎水劑的擔載量達到支撐層質量的0.5%-5%。然后置于充氮烘箱中，在150-360℃溫度下燒結30-120分鐘得到氣體擴散層。

2.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，分散劑是烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物（PEO-PPO-PEO）、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、十二烷基硫酸鈉、直鏈烷基苯磺酸鹽、十二烷基琥珀酸中的一種或一種以上的混合物。

3.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，導電炭黑為乙炔黑、Vulcan?XC-72、Black?pearls其中的一種或幾種的混合物。

4.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，憎水劑的乳液為聚四氟乙烯（PTFE）乳液、四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物（FEP）、聚偏氟乙烯（PVDF）乳液、聚三氟氯乙烯（PCTFE）懸浮液等含氟聚合物中的一種或兩種混合物。

5.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，導電炭黑的質量與分散劑水溶液的體積滿足：每1ml的分散劑水溶液中添加導電炭黑的質量為5-15mg；微孔層漿料中憎水劑的含量占炭黑質量的20%-50%。

6.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，支撐層為碳纖維紙或編織布。