[发明专利]一种燃料电池气体扩散层低成本连续工业化生产工艺

权利要求书

1.一种燃料电池气体扩散层低成本连续工业化生产工艺，其特征在于，包含以下步骤：

将碳纤维短切和分散剂或粘结剂共同分散于水溶液中，得到碳纤维分散液，并且控制初始碳纤维分散液浓度，并提高成纸车速控制范围为15-50米/分钟，快速过滤，在未团聚前制成厚度40微米的碳纤维均匀原纸；

通过将烘干的原纸用胶浆粘合反复叠层工艺，制备出接近需求厚度或重量的半成品碳纸；

经压实控制厚度的工艺路线，最终经过烧结碳化胶体制备成符合要求的碳纤维基气体扩散层，分切成所需大小。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层低成本连续工业化生产工艺，其特征在于，胶浆粘合反复叠层工艺具体是：一层碳纤维原纸涂覆一层混有石墨烯的胶浆后，再覆盖一层碳纤维原纸，然后在其上再继续涂胶，如此往复3-10次，形成多层堆叠的复合碳纤维气体扩散层初级产品。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层低成本连续工业化生产工艺，其特征在于，所述碳纤维短切为长度5-15mm的多种长度的碳纤维短切混合使用，直径为6-12微米。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层低成本连续工业化生产工艺，其特征在于，所述碳纤维分散液的浓度范围0.02-0.8%wt的碳纤维固含量。

5.根据权利要求2所述的一种燃料电池气体扩散层低成本连续工业化生产工艺，其特征在于，用于粘合多层碳纤维原纸的胶主要为可形成软碳的聚合物胶，包括煤沥青、石油渣油沥青、中间相沥青、聚丙烯腈、环氧树脂和酚醛树脂，胶在溶液中的比例为8-30%wt。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池气体扩散层低成本连续工业化生产工艺，其特征在于，为保证气体扩散层的电导率足够高，在聚合物胶的溶液中加入大鳞片低缺陷的石墨烯，石墨烯与胶中聚合物的质量比为1：4~20。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池气体扩散层低成本连续工业化生产工艺，其特征在于，所述石墨烯的含氧量小于3%，鳞片尺寸为20-300微米，厚度为10层以下，石墨烯的涂膜电导率为0.1-2毫欧姆厘米。