[發(fā)明專利]一種燃料電池膜電極組件、制備方法及燃料電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010322762.9
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111564648B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 俞海蛟;曹寅亮;徐乃濤;李文;范冬琪;孫健;徐淳川;徐鵬杰;林濱;趙海敏
• 申請（專利權）人: 天能電池集團股份有限公司
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004;H01M4/88
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 沈金龍

1.一種燃料電池膜電極組件，包括質子交換膜，其特征在于，所述質子交換膜的兩側分別設有一層保濕層，所述保濕層對應于在裝配成燃料電池時形成氣體流道的位置具有避讓區(qū)，所述質子交換膜的兩側、填充在保濕層的避讓區(qū)內分別設有一層催化層，以及設于催化層外側的擴散層，所述保濕層、催化層和擴散層的親水性依次降低，

所述保濕層的材料為碳布、碳紙、碳氈或泡沫碳，

所述擴散層由保濕層的對應位置加入疏水劑處理形成，

所述保濕層的親水接觸角為75~80°，所述擴散層的親水接觸角為115°~120°，所述催化層的親水接觸角為95°~100°。

2.如權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其特征在于，所述疏水劑為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯中的至少一種。

3.如權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其特征在于，所述催化層中的催化劑成分為鉑、金、銥、鈀、釕、鋨中的至少一種。

4.如權利要求1~3任一所述燃料電池膜電極組件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）取作為保濕層的第一材料，在第一材料上用于形成擴散層的位置添加疏水劑，使疏水劑附著在第一材料上形成擴散層；

（2）在形成擴散層的第一材料上對應擴散層的位置加工形成催化層，或者取作為質子交換膜的第二材料，在第二材料上陰極面和陽極面兩面對應催化層的位置分別加工形成陰極和陽極的催化層；

（3）將兩片加工有擴散層和催化層的第一材料分別層疊在第二材料陰極和陽極兩面，或者將兩片加工有擴散層的第一材料分別層疊在加工有催化層的第二材料陰極和陽極兩面，其中擴散層與催化層的位置對應，熱壓成型制得所述燃料電池膜電極組件。

5.包含如權利要求1~3任一所述燃料電池膜電極組件的燃料電池。

6.如權利要求5所述的燃料電池，其特征在于，所述燃料電池膜電極組件的兩側分別設有陰、陽極板，陰、陽極板各自與所述燃料電池膜電極組件的界面上設有氣體流道，所述氣體流道設于陰、陽極板一側、燃料電池膜電極組件一側或由陰、陽極板各自和燃料電池膜電極組件各一部分組合形成。

7.如權利要求6所述的燃料電池，其特征在于，所述氣體流道的寬度不大于所述避讓區(qū)的寬度；所述氣體流道的寬度為0.6~5mm。