[發(fā)明專利]一種膜電極的制備工藝和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911111366.5
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110854393B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田博元;劉少名;宋潔;許可;梁丹曦;李璐;康偉;楊岑玉;徐桂芝;鄧占鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國網(wǎng)山西省電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/1004
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 周淑歌

1.一種膜電極的制備工藝，其特征在于，包括，

單側(cè)催化劑層的制備步驟：

將聚合物膜沒入催化劑溶液中，再提拉出催化劑溶液，在聚合物膜的一側(cè)形成第一催化劑薄膜，對第一催化劑薄膜進(jìn)行加熱滾壓，得到單側(cè)涂布催化劑層的聚合物膜；

雙側(cè)催化劑層的制備步驟：

將聚合物膜沒入催化劑溶液中，再提拉出催化劑溶液，在聚合物膜的另一側(cè)形成第二催化劑薄膜，對第二催化劑薄膜進(jìn)行加熱滾壓，得到膜電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，還包括：交替重復(fù)多次進(jìn)行所述單側(cè)催化劑層的制備步驟和雙側(cè)催化劑層的制備步驟；或者，

先重復(fù)多次進(jìn)行所述單側(cè)催化劑層的制備步驟，后重復(fù)多次進(jìn)行所述雙側(cè)催化劑層的制備步驟。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，在所述單側(cè)催化劑層的制備步驟和/或所述雙側(cè)催化劑層的制備步驟中，

在提拉過程中，提拉速度為0.1mm/s-10cm/s；和/或，

所述催化劑溶液的濃度為0.1mol/l-20mol/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，在所述單側(cè)催化劑層的制備步驟和/或所述雙側(cè)催化劑層的制備步驟中，

在提拉過程中，提拉速度為0.1mm/s-10cm/s；和/或，

所述催化劑溶液的濃度為0.1mol/l-20mol/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，在所述單側(cè)催化劑層的制備步驟和/或所述雙側(cè)催化劑層的制備步驟中，在加熱滾壓過程的壓力為0.1KPa-1MPa，溫度為80℃-400℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，還包括對催化劑溶液進(jìn)行攪拌的步驟。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，還包括對催化劑溶液進(jìn)行攪拌的步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-4或7中任一所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，所述聚合物膜為質(zhì)子交換膜、陰離子交換膜、雙極膜中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，所述聚合物膜為質(zhì)子交換膜、陰離子交換膜、雙極膜中的至少一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，所述聚合物膜為質(zhì)子交換膜、陰離子交換膜、雙極膜中的至少一種。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，所述質(zhì)子交換膜為全氟磺酸膜膜、部分氟化磺酸膜、非氟磺酸膜、磺化聚醚醚酮膜、磺化聚苯乙烯膜中的至少一種；所述陰離子交換膜為季銨化聚苯醚膜、季銨化聚苯乙烯膜中的至少一種；所述雙極膜為聚乙烯亞胺與聚丙烯酸鈉膜、苯乙烯季銨與聚丙烯酸鈉膜、聚乙烯亞胺與苯乙烯磺酸膜中的至少一種。

12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的膜電極的制備工藝，其特征在于，所述質(zhì)子交換膜為全氟磺酸膜膜、部分氟化磺酸膜、非氟磺酸膜、磺化聚醚醚酮膜、磺化聚苯乙烯膜中的至少一種；所述陰離子交換膜為季銨化聚苯醚膜、季銨化聚苯乙烯膜中的至少一種；所述雙極膜為聚乙烯亞胺與聚丙烯酸鈉膜、苯乙烯季銨與聚丙烯酸鈉膜、聚乙烯亞胺與苯乙烯磺酸膜中的至少一種。

13.一種膜電極的制造裝置，其特征在于，包括容器、輸送輥和熱壓輥，所述輸送輥和熱壓輥均具有至少兩個；

容器，用于容置催化劑溶液；

輸送輥， 至少部分位于容器內(nèi)且與催化劑溶液接觸，將聚合物膜交替卷繞于輸送輥和熱壓輥上，所述輸送輥帶動卷繞于其外表面的聚合物膜沒入催化劑溶液中；

熱壓輥，位于催化劑溶液的上方，帶動卷繞于其外表面的聚合物膜提拉出催化劑溶液并加熱滾壓聚合物膜。