[發明專利]一種膜電極及其制備方法

在審

• 申請號: 202010797029.2
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111900448A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 趙明全;莫善云;邵雨薇;楊云松;葉思宇;鄒渝泉;唐軍柯;孫寧
• 申請（專利權）人: 鴻基創能科技（廣州）有限公司
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004;H01M4/86
• 代理公司: 廣州永華專利代理有限公司 44478
• 代理人: 勞覓

1.一種膜電極，包括依次排列的陽極氣體擴散層、陽極催化劑層、質子交換膜、陰極催化劑層和陰極氣體擴散層，所述陰極催化劑層主要由全氟磺酸樹脂和催化劑制成，其特征在于，所述陰極催化劑層包括至少兩層陰極催化劑子層，其中，靠近質子交換膜的子層全氟磺酸樹脂當量小于靠近陰極氣體擴散層的子層。

2.根據權利要求1所述的膜電極，其特征在于，最靠近質子交換膜的子層為內子層，內子層中的全氟磺酸樹脂的當量小于800。

3.根據權利要求1所述的膜電極，其特征在于，最靠近陰極氣體擴散層的子層為外子層，外子層中的全氟磺酸樹脂的當量大于等于770小于1100。

4.根據權利要求1所述的膜電極，其特征在于，子層數量為兩層，靠近質子交換膜的一層子層中的全氟磺酸樹脂的當量為720，靠近陰極氣體擴散層的一層子層中的全氟磺酸樹脂的當量為800。

5.根據權利要求1所述的膜電極，其特征在于，最靠近陰極氣體擴散層的子層為外子層，外子層的厚度小于陰極催化劑層厚度的一半。

6.根據權利要求5所述的膜電極，其特征在于，外子層的厚度占陰極催化劑層厚度的5％～20％。

7.一種膜電極的制備方法，所述膜電極包括依次排列的陽極氣體擴散層、陽極催化劑層、質子交換膜、陰極催化劑層和陰極氣體擴散層，所述膜電極的制備方法包括陰極催化劑層制備步驟和裝配步驟，其特征在于，

所述陰極催化劑層制備步驟包括：分別制備至少兩層含不同當量的全氟磺酸樹脂的陰極催化劑子層；

所述裝配步驟：將陽極氣體擴散層、陽極催化劑層、質子交換膜、至少兩層子層和陰極氣體擴散層疊合在一起，疊合后至少兩層子層位于質子交換膜和陰極氣體擴散層之間，且當量小的子層靠近質子交換膜，當量大的子層靠近陰極氣體擴散層。

8.根據權利要求7所述的膜電極的制備方法，其特征在于，所述陰極催化劑層制備步驟具體地：在質子交換膜一側制備全氟磺酸樹脂當量較小的子層，形成帶有內子層的預制質子交換膜；在陰極氣體擴散層一側制備全氟磺酸樹脂當量較大的子層，形成帶有外子層的預制陰極氣體擴散層。

9.根據權利要求8所述的膜電極的制備方法，其特征在于，所述裝配步驟具體地：對帶有內子層的預制質子交換膜和帶有外子層的預制陰極氣體擴散層進行熱壓，使預制質子交換膜的內子層和預制陰極氣體擴散層的外子層貼合在一起。

10.根據權利要求8或9所述的膜電極的制備方法，其特征在于，內子層中的全氟磺酸樹脂的當量為720，外子層中的全氟磺酸樹脂的當量為800。