[发明专利]一种燃料电池导电气体扩散层及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池导电气体扩散层的制备方法，所述扩散层包括多孔导电基底，其特征在于，所述扩散层还包括附着在多孔导电基底至少一侧的导电多孔微孔层；所述方法包括以下步骤：

（1）将多孔导电基底浸渍于憎水高分子粘结剂水溶液中，室温下处理5-10min后，取出干燥处理，得浸渍有憎水高分子粘结剂的多孔导电基底；

（2）将导电碳材料和憎水高分子粘结剂水溶液以及水溶性表面活性剂分散在水溶液中，得反应体系1，充分混合搅拌后，升温至50-90℃，继续机械搅拌1-2小时后，降至室温，固液分离得到微孔层浆液的滤饼，将所述滤饼分散于乙醇/水混合溶液中，超声分散均匀后，涂覆在步骤（1）所得的浸渍有憎水高分子粘结剂的多孔导电基底上，得气体扩散层前体；

（3）将所述气体扩散层前体干燥处理后再经辊压整平后，进行热处理，得所述的燃料电池导电气体扩散层；

所述水溶性表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、硬脂酸钾、油酰基多缩氨基酸钠、十二烷基氨基丙酸钠、月桂基硫酸钠、聚环氧乙烯月桂酰醚、月桂酸失水山梨醇酯、油酸二乙醇酰胺、十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基磺乙基甜菜碱和它们的衍生物中的一种或两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的导电气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述导电多孔微孔层由导电碳材料和憎水高分子粘结剂组成；所述导电碳材料和憎水高分子粘结剂的质量比为6:4-9:1。

3.根据权利要求2所述的导电气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述导电碳材料为导电活性碳、石墨、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、石墨烯、还原的氧化石墨、导电碳气溶胶中一种或两种以上的混合物；所述憎水高分子粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求2所述的导电气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述憎水高分子粘结剂的颗粒尺寸为50-300nm。

5.根据权利要求4所述的导电气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述憎水高分子粘结剂的颗粒尺寸为50-100nm。

6.根据权利要求1所述的导电气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）所述热处理温度为200-400℃，处理时间为10-60min；所述热处理的气体为空气、氧气、氩气、氮气中的一种或两种以上的混合气。

7.根据权利要求1所述的导电气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）所述水溶性表面活性剂在反应体系1中的浓度为0.01~1000 mmol/L；所述导电碳材料在反应体系1中的浓度为0.1g/L-2g/L。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为300-340℃；所述热处理的时间为20-50分钟。