[发明专利]氢燃料电池CCM膜电极的复合涂布方法

说明书

一种氢燃料电池CCM膜电极的复合涂布方法，包括S1、在质子交换膜的A面涂布第一催化层；S2、采用第一预定温度对第一催化层进行烘烤；S3、用辊压机构以预定压力将第一催化层的密度压实；S4、在被压实的第一催化层上复合保护膜；S5、揭去质子交换膜B面上的保护膜；S6、在质子交换膜的B面涂布第二催化层；S7、采用第二预定温度对第二催化层进行烘烤；S8、将保护膜剥离得到CCM膜电极。本发明具有在剥离保护膜时，保护膜不会带走催化层的优点。

技术领域

本发明涉及一种氢燃料电池CCM（catalyst coated membrane）膜电极的复合涂布方法及其设备。

技术背景

在对氢燃料电池质子交换膜的双面涂布催化层时，由于大多数催化层采用的溶剂是醇类物质，如采用甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丙醇或丙三醇，但是，目前采用的质子交换膜多为全氟磺酸膜，这样，在质子交换膜上涂布催化层时，由于醇类溶剂的存在，会使质子交换膜产生溶胀，而影响质子交换膜的质量。为了解决上述溶胀问题，中国专利文献CN1084481139A公开了一种燃料电池膜电极的制作方法及设备，其中采用的方法是：在质子交换膜的A面涂布第一电极层；在质子交换膜A面上复合第一保护膜；在质子交换膜的B面涂布第二电极层；对第一保护膜进行降粘处理以降低第一保护膜的粘着力；将第一保护膜剥离得到膜电极。这种方法的核心就是在涂有第一电极层（应为第一催化层）的第一电极层上复合第一保护膜，然后，再在质子交换膜的B面涂布第二电极层，随后对第一保护膜进行降粘处理，然后再剥离第一保护膜。在实际应用中人们发现在揭去保护膜时，在保护膜上都会或多或少的带去部分催化层，造成催化层表面形貌不完整，催化层厚度分布不均匀的问题，这是不允许的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明向社会提供一种在剥离保护膜时，保护膜不会带走催化层的氢燃料电池质子交换膜的复合涂布方法及其设备。

本发明的技术方案是：提供一种氢燃料电池CCM膜电极的复合涂布方法，所采用的质子交换膜具有两面，其中一面上贴有保护膜称为B面，另一面未贴保护膜称为A面，包括如下步骤：

S1、在质子交换膜的A面涂布第一催化层；

S2、采用第一预定温度对第一催化层进行烘烤；

S3、用辊压机构以预定压力将第一催化层的密度压实；

S4、在被压实的第一催化层上复合上复合保护膜；

S5、揭去质子交换膜B面上的保护膜；

S6、在质子交换膜的B面涂布第二催化层；

S7、采用第二预定温度对第二催化层进行烘烤；

S8、将保护膜剥离得到CCM膜电极。

作为对本发明的改进，在所述S7和S8步之间还存在S71步、对保护膜进行降粘处理以降低保护膜的粘着力。

作为对本发明的改进，所述第一预定温度和第二预定温度在70摄氏度-150摄氏度之间选择。

作为对本发明的改进，经降粘处理后的复合保护膜的粘着力范围为：0～1N/25mm。

作为对本发明的改进，所述降粘处理包括：热处理、光处理和化学处理中的至少一种。

作为对本发明的改进，所述预定压力在4-12MPa之间选择。

本发明还提供一种氢燃料电池CCM膜电极的复合涂布设备，包括，

放卷机构1，用于放出质子交换膜11，其中质子交换膜具有两面，其中一面上贴有保护膜称为B面，另一面未贴保护膜称为A面；

第一涂布头2，用于在质子交换膜11的A面涂布第一催化层12；

第一烘烤箱3，采用第一预定温度对第一催化层12进行烘烤；