[發明專利]一種膜電極、燃料電池氣體擴散層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110651725.7
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113113617B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 劉強;高凌峰;廖天舒;王佳男;程鳳
• 申請（專利權）人: 武漢氫能與燃料電池產業技術研究院有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/1004
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

1.一種燃料電池氣體擴散層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將微孔層漿料涂布在疏水碳紙的表面；所述微孔層漿料由碳粉、聚四氟乙烯分散液、增稠劑以及溶劑混合得到混合物，并將所述混合物分散處理得到；所述增稠劑為甲基纖維素；所述混合物中，所述碳粉的質量分數為3-15wt%，所述聚四氟乙烯的質量分數為5-30wt%，所述甲基纖維素的質量分數為0.5-5wt%；

S2、將涂布了微孔層漿料的疏水碳紙移至多孔陶瓷板上，并將真空泵與多孔陶瓷板相連，抽真空進行吸附預滲處理，之后干燥；所述真空泵的真空度在-50kPa以下；所述吸附預滲透處理的次數為一次，利用真空吸附力使微孔層漿料克服毛細壓力滲入到疏水碳紙層中，進而部分碳粉填充在疏水碳紙表面的大孔中，碳粉對于碳紙表面大孔的填充可有效降低碳紙表層的孔徑，提高碳紙層的表面平整度，同時預滲的親水性碳粉漿料可以減少疏水碳紙的表面接觸角；

S3、在步驟S2干燥后的疏水碳紙上繼續涂布微孔層漿料，之后干燥，并在250-400℃下燒結得到氣體擴散層；

在步驟S1中，所述微孔層漿料的涂布厚度為10-100μm；在步驟S2中，進行所述吸附預滲處理的時間為10-120s。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟S3中，所述微孔層漿料的涂布厚度為50-300μm。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟S3中，所述燒結的時間為10-120min。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述溶劑為醇的水溶液。

5.一種氣體擴散層，其特征在于，由權利要求1-4任一項所述制備方法制備得到。

6.一種膜電極，其特征在于，包括權利要求5所述的氣體擴散層、CCM催化層和邊框，所述氣體擴散層、所述CCM催化層和所述邊框依次貼合。