[發明專利]一種氣體擴散層及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210949911.3
• 申請日: 2022-08-09
• 公開（公告）號: CN115133048A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 馬千里
• 申請（專利權）人: 一汽解放汽車有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/86;H01M8/0245
• 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

1.一種氣體擴散層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將硅源和醇溶劑混合得到溶液A，將氨水和醇溶劑混合得到溶液B，將溶液A和溶液B混合，加入引發劑并調節pH得到二氧化硅溶膠；

(2)將二氧化硅溶膠和聚乙烯醇混合，加入碳納米管復合材料，經超聲分散處理，得到復合凝膠；

(3)將步驟(2)所述復合凝膠涂覆在基體層表面，經過干燥、固化、燒結得到氣體擴散層；

其中，步驟(1)所述硅源包括甲基三乙氧基硅烷、硅烷偶聯劑和正硅酸乙酯。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述醇溶劑包括甲醇、乙醇或乙二醇中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述硅烷偶聯劑包括烷氧基硅；

優選地，所述溶液A中硅源的質量濃度為20～25％。

3.如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述溶液B中氨水的質量濃度為6～8％；

優選地，所述pH為7.8～8.4；

優選地，所述調劑pH的調節劑包括鹽酸；

優選地，所述鹽酸的質量濃度為10～15％。

4.如權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述聚乙烯醇的重均分子量為18～20萬；

優選地，所述引發劑包括偶氮二異丁腈；

優選地，所述碳納米管復合材料包括碳納米管和原位生長于所述碳納米管表面的金屬氧化物；

優選地，所述金屬氧化物包括二氧化鈦、氧化鐵、氧化鈷、氧化鋯或氧化釩中的任意一種或至少兩種的組合。

5.如權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述超聲分散處理的頻率為120～130kHz；

優選地，所述超聲分散處理的功率密度為2.5～4W/cm²；

優選地，所述超聲分散處理的時間為10～60min。

6.如權利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述基體層包括碳纖維紙層。

7.如權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述干燥的方法包括超臨界氣體干燥；

優選地，所述固化的溫度為110～150℃；

優選地，所述固化的時間為8～10h；

優選地，所述燒結的溫度為600～700℃；

優選地，所述燒結的時間為2～4h。

8.一種氣體擴散層，其特征在于，所述氣體擴散層通過如權利要求1-7任一項所述方法制得。

9.如權利要求8所述的氣體擴散層，其特征在于，所述氣體擴散層包括基體層和設置在所述基體層表面的微孔層；

優選地，所述微孔層的厚度為30～80μm。

10.一種燃料電池，其特征在于，所述燃料電池包括如權利要求8或9所述的氣體擴散層。