[發明專利]氣體擴散層、其制備方法、以及相應的膜電極組件以及燃料電池

有效

• 申請號: 201911414609.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111584879B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 沈星漢
• 申請（專利權）人: 上海嘉資新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M8/1004
• 代理公司: 北京市銘盾律師事務所 11763
• 代理人: 常春

1.一種氣體擴散層，用于燃料電池，其特征在于，包括氣體擴散層基材，其中，所述氣體擴散層基材由疏水處理漿料進行疏水處理；其中，所述疏水處理漿料中添加有含有兒茶酚或含有鄰苯二酚結構化合物的添加劑，其中對附著有所述疏水處理漿料的所述氣體擴散層基材進行加熱干燥以使得所述疏水處理漿料中的氨基酸結構的官能團分解排出從而使所述疏水處理漿料中的疏水劑可以緊密貼附于所述氣體擴散層基材的材料表面。

2.根據權利要求1所述的氣體擴散層，其特征在于，所述疏水處理漿料中添加有鹽酸多巴胺。

3.根據權利要求1所述的氣體擴散層，其特征在于，所述疏水處理漿料由水、聚四氟乙烯溶液、異丙醇、乙醇；以及兒茶酚或含有鄰苯二酚結構化合物組成。

4.根據權利要求3所述的氣體擴散層，其特征在于，含有鄰苯二酚結構化合物是鹽酸多巴胺。

5.根據權利要求1所述的氣體擴散層，其特征在于，所述疏水處理漿料包括水、聚四氟乙烯溶液、異丙醇、乙醇；以及兒茶酚或含有鄰苯二酚結構化合物。

6.根據權利要求5所述的氣體擴散層，其特征在于，含有鄰苯二酚結構化合物是鹽酸多巴胺。

7.根據權利要求1所述的氣體擴散層，其特征在于，所述兒茶酚或含有鄰苯二酚結構化合物的添加劑用量占所述疏水處理漿料總質量的0.05%~30%。

8.根據權利要求1所述的氣體擴散層，其特征在于，所述氣體擴散層的厚度為10μm~500μm。

9.一種制備方法，用于制備如權利要求1~8中任一項所述的氣體擴散層，其特征在于，所述制備方法包括：

疏水處理漿料的配置步驟：將包括水、聚四氟乙烯溶液、異丙醇、乙醇、兒茶酚或含有鄰苯二酚結構化合物組成的漿料按比例混合后，用均質器分散混合分散均勻，同時用超聲波清洗器進一步分散均勻；

將所述氣體擴散層基材浸入第一濃度的上述疏水處理漿料中；

將浸潤過所述第一濃度的疏水處理漿料的氣體擴散層放入鼓風干燥箱內干燥以使得所述第一濃度的疏水處理漿料中的氨基酸結構的官能團分解排出；

將所述氣體擴散層基材浸入第二濃度的上述疏水處理漿料中；

將浸潤過所述第二濃度的疏水處理漿料的氣體擴散層放入鼓風干燥箱內干燥以使得所述第二濃度的疏水處理漿料中的氨基酸結構的官能團分解排出；

上述步驟在氣體擴散層制備過程重復2~8次；以及

疏水處理后的氣體擴散層基材做微孔層涂覆處理。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述含有鄰苯二酚結構化合物為鹽酸多巴胺。

11.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述兒茶酚或含有鄰苯二酚結構化合物的添加劑用量占所述疏水處理漿料總質量的0.05%~30%。

12.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述疏水處理漿料中取出后進行加熱干燥, 加熱的溫度范圍為200~300℃，并采用常壓干燥或真空干燥。

13.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述氣體擴散層的厚度為10μm~500μm。

14.一種膜電極組件，其特征在于，所述膜電極組件包括：依次層疊設置的陰極側氣體擴散層、陰極側催化劑層、質子交換膜、陽極側催化劑層以及陽極側氣體擴散層；其中，所述陰極側氣體擴散層包括如權利要求1~8中任一項所述的氣體擴散層；所述陽極側氣體擴散層包括如權利要求1-8任一項所述的氣體擴散層。

15.一種燃料電池，其特征在于，所述燃料電池包括：如權利要求14所述的膜電極組件、極板、集流板、絕緣板、密封結構、端板組成的燃料電池電堆。