[发明专利]一种气体扩散层及其制备方法、以及燃料电池

权利要求书

1.一种气体扩散层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

微孔层浆料配制步骤：配制含有导电粉和疏水剂的混合浆料；

超声喷涂步骤：以超声喷涂的方式将所述混合浆料喷涂在支撑层上；

真空烧结处理步骤：对喷涂有混合浆料的支撑层进行真空烧结处理，得到气体扩散层。

2.根据权利要求1所述的气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述超声喷涂步骤，包括：

采用超声喷涂机将设定温度的混合浆料以设定的喷涂流速超声喷涂在所述支撑层上；

优选的，所述设定温度为90-150℃；

优选的，所述喷涂流速为1-3mL/min。

3.根据权利要求1或2所述的气体扩散层的制备方法，其特征在于，在所述超声喷涂步骤中：

所述支撑层的负载量控制在0.5-2.0mg/cm²；

优选的，通过喷涂流速、喷涂次数将所述支撑层的负载量控制在0.5-2.0mg/cm²。

4.根据权利要求1-3任一项所述的气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述微孔层浆料配制步骤，包括：

将导电粉、疏水剂、溶剂混合形成的浆料经过分散处理，得到混合浆料；

优选的，所述混合浆料中的导电粉的质量分数为55-85％、所述疏水剂的质量分数为10-30％；

优选的，所述分散处理包括超声处理、剪切处理、粉碎处理中的一种或几种处理。

5.根据权利要求4所述的气体扩散层的制备方法，其特征在于，

所述导电粉选用导电碳粉；优选的，所述导电粉为XC-72导电碳粉、BP2000导电碳粉、乙炔黑、EC300/600石墨烯中的一种或者几种；

和/或

所述疏水剂为聚四氟乙烯PTFE、四氟乙烯与六氟丙烯的共聚物FEP、聚偏氟乙烯PVDF、聚三氟氯乙烯PCTFE中的一种或几种的混合物；

和/或

所述溶剂为醇水混合溶剂；

优选的，在所述醇水混合溶剂中，醇的质量分数为10-99％；

优选的，所述醇为乙醇、丙醇、异丙醇中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述的气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述微孔层浆料配制步骤，包括：

将所述导电粉加入溶剂中搅拌均匀后，再滴加疏水剂乳液，得到由导电粉、疏水剂、溶剂混合形成的浆料；

优选的，所述疏水剂乳液的质量分数为5-30％。

7.根据权利要求1-6任一项所述的气体扩散层的制备方法，其特征在于，在所述真空烧结处理步骤中：

所述真空烧结处理的温度为150-350℃；和/或所述真空烧结处理的时间为30-300min。

8.根据权利1-7任一项所述的气体扩散层的制备方法，其特征在于，

所述气体扩散层中的疏水剂的质量分数为10-50％；和/或

所述支撑层为疏水处理后的碳纸。

9.一种气体扩散层，其特征在于，所述气体扩散层包括微孔层和支撑层；所述微孔层负载在所述支撑层上；其中，同一所述气体扩散层的厚度偏差小于1μm；

优选的，所述微孔层的成分包括导电粉和疏水剂；

优选的，所述支撑层为疏水处理后的碳纸；

优选的，所述气体扩散层由权利要求1-8任一项所述的方法制备而成；

优选的，所述支撑层的负载量为0.5-2.0mg/cm²；

优选的，所述气体扩散层中的疏水剂的质量分数为10-50％。

10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括权利要求9所述的气体扩散层。