[发明专利]一种燃料电池膜电极密封装置及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述燃料电池膜电极密封装置包括燃料电池膜电极(1a)及其外周的密封边框(1b)；

所述燃料电池膜电极(1a)包括质子交换膜(1-1)，以及粘结于所述质子交换膜上下表面的第一催化层(1-2)和第二催化层(1-3)，所述第一催化层的表面设置第一扩散层(1-4)，所述第二催化层的表面设置第二扩散层(1-5)；所述质子交换膜(1-1)、第一催化层(1-2)、第二催化层(1-3)、第一扩散层(1-4)和第二扩散层(1-5)的中心点重合；

所述第一催化层(1-2)和第二催化层(1-3)的平面尺寸相等，且小于质子交换膜(1-1)的平面尺寸；

所述第一扩散层(1-4)和第二扩散层(1-5)的平面尺寸相等，且大于第一催化层(1-2)小于质子交换膜(1-1)；

所述密封边框(1b)的内缘尺寸与质子交换膜(1-1)的平面尺寸相等；

所述密封边框(1b)为硬质单层高分子边框，所述密封边框(1b)与燃料电池膜电极(1a)之间通过胶粘剂层(1c)形成密封结构；

所述燃料电池膜电极密封装置采用如下方法进行制备，所述方法由以下步骤组成：

(1)在质子交换膜的上下表面分别涂覆催化剂浆料、干燥，得到三层膜电极；

(2)在步骤(1)得到的三层膜电极的上下表面分别覆盖扩散层材料，得到五层膜电极；

(3)将步骤(2)得到的五层膜电极和密封边框置于注胶的夹具中进行粘结密封，得到所述燃料电池膜电极密封装置。

2.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述质子交换膜(1-1)与第一催化层(1-2)的长度差为2～3mm。

3.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述质子交换膜(1-1)与第一催化层(1-2)的宽度差为2～3mm。

4.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述密封边框(1b)的3个顶角处分别设有定位孔(1b-1)。

5.根据权利要求4所述的燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述定位孔(1b-1)的直径为4～6mm。

6.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述密封边框(1b)的厚度为0.05～0.075mm。

7.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述胶粘剂层(1c)的胶粘剂为有机硅胶粘剂。

8.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述胶粘剂层(1c)的水平宽度为4～6mm。

9.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述第一催化层(1-2)和第二催化层(1-3)为铂碳催化层。

10.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极密封装置，其特征在于，所述第一扩散层(1-4)和第二扩散层(1-5)为表面有微孔结构的碳纸层。

11.一种如权利要求1～10任一项所述的燃料电池膜电极密封装置的制备方法，其特征在于，所述制备方法由以下步骤组成：

(1)在质子交换膜的上下表面分别涂覆催化剂浆料、干燥，得到三层膜电极；

(2)在步骤(1)得到的三层膜电极的上下表面分别覆盖扩散层材料，得到五层膜电极；

(3)将步骤(2)得到的五层膜电极和密封边框置于注胶的夹具中进行粘结密封，得到所述燃料电池膜电极密封装置。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述催化剂浆料包括铂碳催化剂、全氟磺酸树脂溶液和分散剂。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂选自异丙醇、乙醇、乙二醇或丙酮中的任意一种或至少两种的组合。