[發明專利]一種提升膜電極密封性能的方法在審

申請號：	202011306536.8	申請日：	2020-11-19
公開（公告）號：	CN112421070A	公開（公告）日：	2021-02-26
發明（設計）人：	韓凱凱;覃博文;張新豐;史建鵬	申請（專利權）人：	東風汽車集團有限公司
主分類號：	H01M8/0273	分類號：	H01M8/0273;H01M8/0276;H01M8/0284;H01M8/1004
代理公司：	湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102	代理人：	鐘鋒
地址：	430056 湖北省武***	國省代碼：	湖北;42
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種提升電極密封性能方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

本申請提供一種提升膜電極密封性能的方法，其包括：S1，在質子交換膜的外表面上包裹一層內邊框；S2，將內邊框的相對兩個第一外表面分別與陰極氣體擴散層、陽極氣體擴散層在熱壓機下熱壓組合成膜電極；其中，熱壓機的熱壓溫度為110?160℃，壓力為5?10bar，熱壓時間為30s?5min；S3，在內邊框的相對兩個第二外表面上包裹一層外邊框；S4，將外邊框上粘貼一層密封圈。該方法通過在質子交換膜活性區域外圍設置一層內邊框，之后再和氣體擴散層熱壓，由于內邊框采用PI膜，其粘結性好，因此該膜電極氣密性好；同時，此種密封方式的膜電極結構簡單，制造容易，易于實現產業化。

技術領域

本申請涉及燃料電池領域，尤其涉及一種提升膜電極密封性能的方法。

背景技術

質子交換膜燃料電池是一種將化學能轉換為電能的發電裝置，其中，燃料電池芯片是將燃料電池催化劑涂敷在質子交換膜兩側制備的催化劑/質子交換膜組件，簡稱CCM(catalyst coated membrane)。質子交換膜燃料電池的核心部件包括燃料電池催化層，CCM，上邊框、下邊框和氣體擴散層。通常燃料電池膜電極制造過程，包括催化劑的涂布，邊框的貼合，氣體擴散層的貼合，為了方便邊框的制造，質子膜交換膜往往需要延伸到催化層以外的區域，這部分留白區域提供邊框的貼合面。

現有技術中也有很多關于膜電極密封的方法，如將質子交換膜部分外延并填充滲透樹脂膠膜材料，其中中間層襯墊層，它與延伸的質子交換膜端部對接，該中間層兩面附著密封層，該密封層與多孔性支撐材料對接并產生滲透。此方法的缺陷在于：密封層與氣體擴散層的端部對接滲透，會影響活性區邊緣的氣體擴散，降低催化劑的使用效率，由于密封層必須是液態或者膠紙，操作難度較大。密封層材料與氣體擴散層性質差別較大，兩者滲透交接后的強度可靠度不高。

發明內容

本申請的目的之一在于提供一種提升膜電極密封性能的方法，旨在改善現有的膜電極密封性較差的問題。

本申請的技術方案是：

一種提升膜電極密封性能的方法，包括以下步驟：

S1，在質子交換膜的外表面上包裹一層內邊框；

S2，將所述內邊框的相對兩個第一外表面分別與陰極氣體擴散層、陽極氣體擴散層在熱壓機下熱壓組合成膜電極；其中，所述熱壓機的熱壓溫度為110-160℃，壓力為5-10bar，熱壓時間為30s-5min；

S3，在所述內邊框的相對兩個第二外表面上包裹一層外邊框；

S4，將所述外邊框的相對兩個外表面上均粘貼一層密封圈。

作為本申請的一種技術方案，在步驟S1中，所述內邊框采用聚酰亞胺薄膜。

作為本申請的一種技術方案，在步驟S3中，所述內邊框的外表面由所述第一外表面和所述第二外表面共同構成。

作為本申請的一種技術方案，在步驟S2中，所述內邊框包括相對設置于所述質子交換膜相對兩個外表面的第一子邊框和第二子邊框，所述第一子邊框熱熔連接于所述陰極氣體擴散層和所述質子交換膜之間，所述第二子邊框熱熔連接于所述陽極氣體擴散層和所述質子交換膜之間。

作為本申請的一種技術方案，在步驟S3中，所述外邊框采用PET 薄膜。