[發(fā)明專利]氣體擴散層及其制備方法和應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010627363.3 | 申請日： | 2020-07-01 |
| 公開（公告）號： | CN113889627A | 公開（公告）日： | 2022-01-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳輝;沈志剛;李磊;趙微微 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院 |
| 主分類號： | H01M4/86 | 分類號： | H01M4/86;H01M8/0234;H01M4/88;H01M8/1004 |
| 代理公司： | 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283 | 代理人： | 劉亭亭;劉依云 |
| 地址： | 100728 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 氣體 擴散 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
1.一種氣體擴散層，其特征在于，該氣體擴散層包括基底層和存在于基底層上的微孔層；其中，所述微孔層包括中空多孔碳纖維和憎水劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體擴散層，其中，所述微孔層中，中空多孔碳纖維和憎水劑的重量比為1：0.01-5，優(yōu)選為1：0.5-3；
優(yōu)選地，所述基底層上的中空多孔碳纖維的負(fù)載量為0.5-5mg/cm2，優(yōu)選為1-3mg/cm2；
優(yōu)選地，所述基底層的厚度為100-400μm，更優(yōu)選為200-300μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣體擴散層，其中，所述中空多孔碳纖維的外徑為0.1-7μm，更優(yōu)選為0.5-2μm；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的內(nèi)徑為0.01-0.5μm，更優(yōu)選為0.05-0.2μm；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的孔徑為0.01-0.5μm，更優(yōu)選為0.05-0.1μm；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的比表面積為100-300m2/g，更優(yōu)選為150-250m2/g；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的孔隙率為50-90％，更優(yōu)選為60-80％；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的電阻率為0.001-0.01Ω·cm，更優(yōu)選為0.001-0.002Ω·cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的氣體擴散層，其中，所述中空多孔碳纖維經(jīng)濕法紡絲、干噴濕紡或靜電紡絲得到；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的前驅(qū)體選自聚丙烯腈、中間相瀝青和粘膠纖維中的至少一種；
優(yōu)選地，所述憎水劑選自四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯和聚硅氧烷中的至少一種，優(yōu)選為聚四氟乙烯和/或聚偏氟乙烯；
優(yōu)選地，所述基底層為導(dǎo)電性的多孔基材；
更優(yōu)選地，所述基底層為經(jīng)過疏水處理的導(dǎo)電性的多孔基材；
優(yōu)選地，所述基底層選自碳纖維紙、碳纖維布、碳纖維非織造布或金屬絲網(wǎng)。
5.一種氣體擴散層的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
(1)將中空多孔碳纖維、憎水劑和溶劑進行混合，得到涂覆液；
(2)將所述涂覆液涂覆在基底層上，然后進行干燥和燒結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述涂覆液中中空多孔碳纖維與憎水劑的重量比為1：0.01-5，優(yōu)選為1：0.5-3；
優(yōu)選地，所述涂覆液中憎水劑與溶劑的重量比為1:1-50，更優(yōu)選為1：10-30。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，所述涂覆液的用量使得所述基底層上的中空多孔碳纖維的負(fù)載量為0.5-5mg/cm2，優(yōu)選為1-3mg/cm2；
優(yōu)選地，所述基底層的厚度為100-400μm，更優(yōu)選為200-300μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任意一項所述的方法，其中，所述中空多孔碳纖維的外徑為0.1-7μm，更優(yōu)選為0.5-2μm；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的內(nèi)徑為0.01-0.5μm，更優(yōu)選為0.05-0.2μm；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的孔徑為0.01-0.5μm，更優(yōu)選為0.05-0.1μm；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的比表面積為100-300m2/g，更優(yōu)選為150-250m2/g；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的孔隙率為50-90％，更優(yōu)選為60-80％；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的電阻率為0.001-0.01Ω·cm，更優(yōu)選為0.001-0.002Ω·cm；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維經(jīng)濕法紡絲、干噴濕紡或靜電紡絲得到；
優(yōu)選地，所述中空多孔碳纖維的前驅(qū)體選自聚丙烯腈、中間相瀝青和粘膠纖維中的至少一種。
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