[發明專利]一種高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法

有效

• 申請號: 202010759297.5
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111900417B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 韓文佳;景鑫;丁其軍;趙傳山;孔凡功;姜亦飛;李霞
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/86;H01M8/0234;H01M8/1004
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

1.一種高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，其步驟包括：

將碳纖維紙浸入第一導電油墨中，先超聲處理，再負壓浸漬，然后干燥，使第一導電油墨中的溶質與碳纖維紙復合獲得碳紙前驅體A；將碳紙前驅體A進行碳化獲得碳紙前驅體B；

對碳紙前驅體B與第二導電油墨進行浸漬-固化-碳化處理獲得碳紙前驅體C，將碳紙前驅體C與第三導電油墨重復一次進行浸漬-固化-碳化處理獲得碳紙前驅體D；

將碳紙前驅體D進行石墨化獲得碳紙；

其中，第一導電油墨、第二導電油墨、第三導電油墨的制備過程均為將原纖維、導電顆粒、樹脂材料與有機溶劑混合獲得；

浸漬-固化-碳化處理的過程為：將碳紙前驅體浸入導電油墨中，通過真空濃縮的方法使導電油墨中的溶質與碳紙前驅體復合，再加熱至150~200℃進行固化，然后加熱進行碳化；

第一導電油墨、第二導電油墨、第三導電油墨中樹脂質量比分別為50 wt%、35 wt%、20wt%；

原纖維、導電顆粒、樹脂材料與有機溶劑的混合方式為攪拌后超聲處理；超聲處理的頻率為400～500 KHz。

2.如權利要求1所述的高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，攪拌速度為800～1000 r/min。

3.如權利要求1所述的高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，原纖維采用酸溶液進行處理。

4.如權利要求1所述的高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，將原纖維加入至樹脂材料的溶液中，攪拌，然后添加導電顆粒攪拌獲得導電油墨。

5.如權利要求1所述的高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，第一導電油墨中的溶質與碳纖維紙復合時的超聲時間為2~10min。

6.如權利要求1所述的高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，碳化溫度為800~1000℃。

7.如權利要求1所述的高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，獲得碳紙前驅體B的碳化時間為2~3h。

8.如權利要求1所述的高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，真空濃縮的溫度為60~80℃。

9.如權利要求1所述的高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，固化時間為20~40min。

10.如權利要求1所述的高碳含量燃料電池氣體擴散層用碳紙的制備方法，其特征是，石墨化的溫度為2500～3000℃。

11.一種碳紙，其特征是，由權利要求1~10任一所述的制備方法獲得。

12.一種權利要求11所述的碳紙在高碳燃料電池氣體擴散層中的應用。