[發(fā)明專利]一種氫燃料電池氣體擴散層的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011533298.4
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112490454A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余子涵;王新磊
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽枡水新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氫燃料電池氣體擴散層的制備方法，其特征在于，包括步驟：

步驟(1)：稱取一定質(zhì)量濃度的短切碳纖維，添加到分散液中進行高速剪切分散，然后加入一定量的粘結(jié)液繼續(xù)進行高速剪切分散，最后通過攪拌、研磨或球磨制得高分散的碳纖維漿料；

步驟(2)：稱取一定比例的導(dǎo)電炭黑、聚四氟乙烯(PTFE)乳液、水以及異丙醇進行充分?jǐn)嚢瑁缓蟪暦稚⒒旌先芤?-3小時，制得微孔層漿料A；

步驟(3)：稱取一定比例的乙炔黑、聚四氟乙烯(PTFE)乳液、水以及異丙醇進行充分?jǐn)嚢瑁缓蟪暦稚⒒旌先芤?-3小時，制得微孔層漿料B；

步驟(4)：將通過步驟(1)得到的碳纖維漿料均勻地涂布在疏水膜上并烘干處理，得到碳纖維層。

步驟(5)：將步驟(2)中得到的微孔層漿料A采用噴涂的方式均勻噴涂在步驟(4)制得的碳纖維層表面，在碳纖維層表面得到一層微孔層。

步驟(6)：在步驟(5)制得的微孔層上均勻涂布一定厚度的碳纖維漿料并烘干，制得碳纖維層-微孔層-碳纖維層的復(fù)合結(jié)構(gòu)層。

步驟(7)：在步驟(6)得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)層上再均勻噴涂微孔層漿料B，制得碳纖維層-微孔層-碳纖維層-微孔層的復(fù)合結(jié)構(gòu)層，然后在微孔層表面覆蓋疏水膜。

步驟(8)：將通過步驟(7)制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)層用熱壓機進行熱壓，自然冷卻后去掉上下表面的疏水膜，轉(zhuǎn)移到煅燒爐中進行煅燒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫燃料電池氣體擴散層的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中的短切碳纖維為基聚丙烯腈短切碳纖維、瀝青基碳纖維、黏膠纖維基碳纖維以及木質(zhì)素基碳纖維中的任一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氫燃料電池氣體擴散層的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中分散液可以為陰離子聚丙烯酰胺溶液、聚山梨酯80溶液、聚丙烯酰胺溶液以及聚氧化乙烯溶液中的一種或多種混合溶液。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氫燃料電池氣體擴散層的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中粘結(jié)液可以為酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、糠醛樹脂以及環(huán)氧樹脂中的一種或者多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫燃料電池氣體擴散層的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中疏水膜為聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、氟化乙烯丙烯共聚物中的一種，烘干溫度為60～90℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫燃料電池氣體擴散層的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中聚四氟乙烯(PTFE)乳液的濃度為10％-20％，導(dǎo)電炭黑、聚四氟乙烯(PTFE)乳液、水、異丙醇的質(zhì)量比為5-7：50-80：700：1400。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫燃料電池氣體擴散層的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中聚四氟乙烯(PTFE)乳液的濃度為10％-20％，乙炔黑、聚四氟乙烯(PTFE)乳液、水、異丙醇的質(zhì)量比為5-7：50-80：700：1400。