[发明专利]一种高温燃料电池膜组件的制备方法

权利要求书

1.一种高温燃料电池膜组件的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤，

（1）含有聚苯并咪唑浆液的制备：将一定质量的聚合物AA溶解于一定体积的溶剂A中，或将一定质量的聚合物AA溶解于一定体积的溶剂A中后，向其中加入一定质量的BB聚合物、或BB的溶剂B溶液或分散液；最后加入一定质量的聚苯并咪唑，机械搅拌均匀；

（2）将上述（1）浆液涂覆于基底材料上，干燥得到附于基底上的层L，将得到的带基底的层L裁成环形；或将上述（1）浆液涂覆于环形基底材料上得到环形带基底的层L；

（3）将两个带基底的层L分别相对应的置于聚苯并咪唑/H₃PO₄膜两侧，使得L层面向聚苯并咪唑/H₃PO₄膜；在一定条件下进行转压，将二个层L紧密压合于聚苯并咪唑/H₃PO₄膜两侧得膜组件M；其环形层L外边缘尺寸大于等于膜的尺寸，即外边缘处于膜表面外部的四周，且内边缘处于膜表面上；

所述膜组件还包括次密封材料；所述次密封材料为所述膜组件M上的基底材料，或为聚合物密封材料；

当所述次密封材料为聚合物密封材料时，还包括以下制备步骤（4），具体为，取下步骤（3）所述膜组件M上的基底材料，然后在其取掉基底材料的膜组件M两侧放置中部带有通孔的环状聚合物密封材料，其中环状聚合物密封材料的内边缘与环形层L内边缘形状相同，聚合物密封材料的内边缘的尺寸大于等于环形层L内边缘的尺寸，即聚合物密封材料的内边缘与膜组件M相贴接，聚合物密封材料的外边缘的尺寸大于或等于膜组件M的外边缘的尺寸，即膜组件M的外边缘与聚合物密封材料相贴接；

步骤（3）中所述转压过程采用阶梯式热压方式以及模具的精确控制可实现在指定位置进行加强，而中间将与电极接触的活性面积不受热压影响，

所述阶梯式热压方式为第一阶段实施力为5-100 LB/cm²，所述实施温度为室温-50 ^oC，实施时间为0.1-5 min；所述阶梯式热压方式为第二阶段实施力为10 -500 LB/cm²，所述实施温度为40-90 ^oC，所述实施时间为0.1-4 min。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

其环形层L内边缘形状和尺寸与电池的有效面积相同。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤（1）中所述聚合物AA为带正电荷的高分子聚合物，其结构如下所示；

其中x为嵌段共聚物中带正电荷部分所占的摩尔比例，x的值为0.55-1；n为烷基链长度，其值为2或3；上述式1中聚合物的分子量65,000；

步骤（1）所述溶剂A为水、醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或二种以上，醇选自乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或二种以上，用以改善浆液润湿性；所述聚合物AA的质量与溶剂A的质量比为1:10-1:30。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤（1）中所述聚合物BB为含氟聚合物，选自氟化聚乙烯丙烯、聚偏氟乙烯、全氟烷氧基化合物、聚四氟乙烯，优选聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或二种以上；所述聚合物BB的颗粒尺寸直径不大于2 μm；

步骤（1）所述溶剂B为水、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或二种以上。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤（1）所述聚苯并咪唑的结构式如下所示；

包括以上聚苯并咪唑的均聚物，同时包括如下图不同分子结构共聚物：

其中n和m各自为大于或等于100的整数。

6.按照权利要求1、3或4所述的方法，其特征在于：

步骤（1）所述聚合物AA的质量占聚合物AA、聚合物BB与聚苯并咪唑质量之和的5%-60%；所述聚合物BB的质量占聚合物AA、聚合物BB与聚苯并咪唑质量之和的0%-40%，所述聚苯并咪唑的质量占聚合物AA、聚合物BB与聚苯并咪唑质量之和的25%-60%。