[发明专利]一种使用冰模板法制备多孔膜电极的方法在审
| 申请号： | 201910434431.1 | 申请日： | 2019-05-23 |
| 公开（公告）号： | CN110212224A | 公开（公告）日： | 2019-09-06 |
| 发明（设计）人： | 章俊良;程晓静;闫晓晖;沈水云;夏国锋;殷洁炜;王超;朱凤鹃 | 申请（专利权）人： | 上海交通大学 |
| 主分类号： | H01M8/1004 | 分类号： | H01M8/1004;H01M4/88;H01M4/86 |
| 代理公司： | 上海汉声知识产权代理有限公司 31236 | 代理人： | 庄文莉 |
| 地址： | 200240 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 阴极电极层 冰颗粒 阳极催化剂浆料 阴极 真空冷冻干燥 多孔膜电极 阳极电极层 冰模板 离型膜 质子交换膜燃料电池 阴极催化剂浆料 质子交换膜 传质阻力 醇类溶剂 电池性能 电极结构 分散溶剂 冷冻成型 去离子水 电极层 膜电极 粘结剂 溶剂 烘干 去除 造孔 转印 催化剂 构筑 | ||
1.一种使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，所述方法包括：
S1将催化剂、粘结剂和分散溶剂混合，搅拌后球磨分散；分别制得阴极催化剂浆料和阳极催化剂浆料；
S2将所述阴极催化剂浆料涂布于离型膜上，得到未干燥的阴极电极层；
S3将所述未干燥的阴极电极层冷冻成型后进行真空冷冻干燥，得到干燥的阴极电极层；
S4将所述阳极催化剂浆料涂布于离型膜上并烘干，得到干燥的阳极电极层；
S5将所述干燥的阴极电极层和干燥的阳极电极层热压转印至质子交换膜两侧形成膜电极。
2.根据权利要求1所述的使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，其特征在于，S1中所述分散溶剂为质量比为1:1～100的去离子水和醇类的混合溶剂。
3.根据权利要求2所述的使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，其特征在于，所述醇类选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇和叔丁醇中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，其特征在于，在S3中，所述冷冻成型时浆料中的水结冰形成冰颗粒模板；冰颗粒模板的去除通过所述真空冷冻干燥实现。
5.根据权利要求1或2所述的使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，其特征在于，S1中，所述催化剂、粘结剂和分散溶剂的质量比为1:1～10:10～1000。
6.根据权利要求1或2所述的使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，其特征在于，S1中所述催化剂选自碳担载的Pt催化剂、碳担载的Pt合金催化剂或碳担载的Pt单层催化剂。
7.根据权利要求1或2所述的使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，其特征在于，S1中所述粘结剂选自全氟磺酸离子树脂溶液和聚四氟乙烯溶液中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，其特征在于，S2和S4中所述涂布的方法分别选自喷涂法、丝网印刷法、流延成型法、刷涂法或狭缝压铸法。
9.根据权利要求1所述的使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，其特征在于，S3中所述冷冻成型的温度为-200℃～0℃，所述真空冷冻干燥的温度为-60℃～-40℃。
10.根据权利要求1所述的使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，其特征在于，S5中所述热压转印的温度为80℃～150℃，压力为1MPa～15MPa，时间为60s～600s。
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