[發明專利]一種燃料電池氣體擴散層及其制備方法

在審

• 申請號: 202210462532.1
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114899417A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 于力娜;朱雅男;唐柳;王晶晶;劉曉雪
• 申請（專利權）人: 一汽解放汽車有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M8/04119;H01M8/1018
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 徐浩

1.一種氣體擴散層，其特征在于，所述氣體擴散層包括相互連接的支撐層和微孔層；

所述支撐層和所述微孔層的材料分別獨立地包括多孔金屬網；

所述微孔層的內部包含憎水涂層，所述憎水涂層貫通所述支撐層。

2.根據權利要求1所述的氣體擴散層，其特征在于，所述支撐層的材料為支撐層多孔金屬網；

優選地，包含憎水涂層的所述支撐層多孔金屬網的孔徑為20～150μm；

優選地，包含憎水涂層的所述支撐層多孔金屬網的厚度為50～400μm。

3.根據權利要求1或2所述的氣體擴散層，其特征在于，所述微孔層的材料為微孔層多孔金屬網；

優選地，所述微孔層多孔金屬網的孔徑為1～5μm；

優選地，所述微孔層多孔金屬網的厚度為10.5～102μm；

優選地，包含憎水涂層的所述微孔層多孔金屬網的孔徑為10～500nm；

優選地，包含憎水涂層的所述微孔層多孔金屬網的厚度為10～100μm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的氣體擴散層，其特征在于，所述氣體擴散層的厚度為61～504μm；

優選地，所述氣體擴散層厚度方向的電阻率為30～70μΩcm；

優選地，所述氣體擴散層面方向的熱導率為16～25W/mk；

優選地，所述氣體擴散層的拉伸強度≥400MPa。

5.根據權利要求1-4任一項所述的氣體擴散層，其特征在于，所述多孔金屬網的材料為金屬箔片、金屬纖維燒結氈、沖孔網、編織網、拉伸網、激光打孔網、線切割網、粉末冶金網、鑄造網、注塑網、泡沫網中的任意一種；

優選地，所述多孔金屬網的金屬材質為鎳、鈦、鐵、金、鉑或銀中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述憎水涂層的材料為憎水材料；

優選地，所述憎水材料的材質包括聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物或四氟乙烯與全氟烷基乙烯基醚的共聚物中的任意一種或至少兩種的組合。

6.根據權利要求1-5任一項所述的氣體擴散層，其特征在于，所述多孔金屬網表面包含電鍍層；

優選地，所述電鍍層的表面粗糙度為5～8μm；

優選地，所述電鍍層的厚度為5～10μm；

優選地，所述電鍍層的材料為Ti的碳化物、Ti的氮化物、Cr的碳化物、Cr的氮化物、Nb的碳化物、Nb的氮化物、Ta的碳化物、Ta的氮化物、W的碳化物、W的氮化物、Mo的碳化物、Mo氮化物、C、Si、Ti、Cr、Au、Ag、Pt、Sn、Ni或Zn中的任意一種或至少兩種的組合。

7.一種如權利要求1-6任一項所述的氣體擴散層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將壓延后的支撐層和微孔層的原材料分別獨立地進行電鍍處理，得到表面含有電鍍層的支撐層多孔金屬網和表面含有電鍍層的微孔層多孔金屬網；

(2)將步驟(1)所述表面含有電鍍層的支撐層多孔金屬網和表面含有電鍍層的微孔層多孔金屬網疊合得到氣體擴散層基底；

(3)對步驟(2)所述氣體擴散層基底依次進行憎水溶液浸泡、燒結和微孔層表面處理后得到所述氣體擴散層。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述支撐層和所述微孔層的原材料為不同孔徑的多孔金屬網；

優選地，步驟(1)所述壓延的壓力為0.5～2Mpa；

優選地，步驟(2)所述疊合的方式包括焊接、粘粘和壓合中的任意一種。