[發明專利]一種燃料電池膜電極組件及其制作方法

有效

• 申請號: 201410707711.2
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN105702987B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 高勇;鄭勤勇
• 申請（專利權）人: 上海恒勁動力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠;蔣亮珠

1.一種燃料電池膜電極組件，包括質子交換膜及其兩側的催化層組成的全催化層膜FCM，FCM兩邊催化層外側設置擴散層組成MEA，所述的MEA側邊設有密封加強層，其特征在于：所述的密封加強層包括墊片，墊片兩側粘貼的雙面膠，以及雙面膠外側的加強膜，所述的雙面膠粘貼在墊片表面并延伸至FCM層表面，所述的擴散層通過延伸到FCM層表面的雙面膠固定在FCM表面，同時，所述的墊片和加強膜均通過雙面膠粘貼到MEA側邊，并在墊片與膜電極之間設有一密封膠堵塞塊。

2.如權利要求1所述的一種燃料電池膜電極組件，其特征在于：所述的墊片厚度與所述全催化層膜FCM的厚度相同，墊片設置在MEA側邊并與質子交換膜相對的位置，在墊片與質子交換膜之間留有一間隙，填充密封膠，防止FCM層兩側氣體竄流。

3.如權利要求1所述的一種燃料電池膜電極組件，其特征在于：所述的雙面膠覆蓋墊片的整個側面并延伸至FCM層表面。

4.如權利要求1所述的一種燃料電池膜電極組件，其特征在于：所述的墊片材料為耐腐蝕、耐高溫的塑料或金屬膜片，包括PEN、PET或不銹鋼，所述的加強膜材料為高強度的塑料或金屬膜片，包括PEN、PET、FR-4、FR-5或不銹鋼。

5.一種燃料電池膜電極組件，包括由質子交換膜及其兩側的催化層組成的FCM，催化層外設置擴散層組成MEA，所述的MEA側邊設有密封加強層，其特征在于：所述的密封加強層包括墊片，墊片兩側粘貼的雙面膠，以及雙面膠外側的加強膜，所述的雙面膠粘貼在墊片表面并延伸至FCM層表面，所述的擴散層通過延伸到FCM層表面的雙面膠固定在FCM表面，同時，所述的墊片和加強膜均通過雙面膠粘貼到MEA兩面。

6.如權利要求5所述的一種燃料電池膜電極組件，其特征在于：所述的墊片厚度小于或等于所述全催化層膜FCM的厚度，墊片設置在MEA側邊并與質子交換膜相對的位置，所述的雙面膠粘接在FCM兩面，防止其兩側氣體竄流。

7.如權利要求5所述的一種燃料電池膜電極組件，其特征在于：所述的雙面膠覆蓋墊片的整個側面并延伸至FCM層表面。

8.如權利要求5所述的一種燃料電池膜電極組件，其特征在于：所述的墊片材料為耐腐蝕、耐高溫的塑料或金屬膜片，包括PEN、PET或不銹鋼，所述的加強膜材料為高強度的塑料或金屬膜片，包括PEN、PET、FR-4、FR-5或不銹鋼。

9.一種燃料電池膜電極組件，包括由離子交換膜及其兩側的催化層組成的FCM，催化層外設置擴散層組成MEA，所述的MEA側邊設有密封加強層，其特征在于：所述的密封加強層包括兩層雙面膠，以及加強膜，所述的兩層雙面膠的一面相互粘合并分別延伸至FCM層兩側表面，兩層雙面膠的另一面各自粘貼一加強膜。

10.如權利要求9所述的一種燃料電池膜電極組件，其特征在于：所述的兩層雙面膠一端相互粘合，另一端分別貼合在FCM層的兩側表面上，兩層雙面膠與FCM層形成間隙，該間隙內填充密封膠，防止FCM層兩側氣體竄流。

11.如權利要求9所述的一種燃料電池膜電極組件，其特征在于：所述的加強膜材料為高強度的塑料或金屬膜片，包括PEN、PET、FR-4、FR-5或不銹鋼。

12.一種如權利要求1～11中任一所述的燃料電池膜電極組件的制作方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

(1)在質子交換膜的兩個側面均勻涂覆催化層，然后裁剪成需要的大小，得到FCM；

(2)在FCM邊緣外設置與質子交換膜厚度相同的墊片，并在墊片兩側面粘貼雙面膠，該雙面膠延伸至FCM層兩側表面，或者不設置墊片，直接將兩層雙面膠相互粘合后延伸至FCM層兩側表面；

(3)在雙面膠的另一側面粘貼加強膜，同時在FCM層表面設置擴散層，擴散層通過延伸至FCM層表面邊緣區域的雙面膠粘接固定。

13.如權利要求12所述的燃料電池膜電極組件的制作方法，其特征在于：設置墊片時，所述的墊片與FCM層之間留有間隙，該間隙內填充密封膠；

不設墊片時，兩層雙面膠一端相互粘合，另一端分別粘貼在FCM層兩側表面，兩層雙面膠與FCM層之有間隙，該間隙內填充密封膠。