[发明专利]一种膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种膜电极，包括依次排列的阳极气体扩散层、阳极催化剂层、质子交换膜、阴极催化剂层和阴极气体扩散层，所述阴极催化剂层主要由全氟磺酸树脂和催化剂制成，其特征在于，所述阴极催化剂层包括至少两层阴极催化剂子层，其中，靠近质子交换膜的子层全氟磺酸树脂当量小于靠近阴极气体扩散层的子层。

2.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，最靠近质子交换膜的子层为内子层，内子层中的全氟磺酸树脂的当量小于800。

3.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，最靠近阴极气体扩散层的子层为外子层，外子层中的全氟磺酸树脂的当量大于等于770小于1100。

4.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，子层数量为两层，靠近质子交换膜的一层子层中的全氟磺酸树脂的当量为720，靠近阴极气体扩散层的一层子层中的全氟磺酸树脂的当量为800。

5.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，最靠近阴极气体扩散层的子层为外子层，外子层的厚度小于阴极催化剂层厚度的一半。

6.根据权利要求5所述的膜电极，其特征在于，外子层的厚度占阴极催化剂层厚度的5％～20％。

7.一种膜电极的制备方法，所述膜电极包括依次排列的阳极气体扩散层、阳极催化剂层、质子交换膜、阴极催化剂层和阴极气体扩散层，所述膜电极的制备方法包括阴极催化剂层制备步骤和装配步骤，其特征在于，

所述阴极催化剂层制备步骤包括：分别制备至少两层含不同当量的全氟磺酸树脂的阴极催化剂子层；

所述装配步骤：将阳极气体扩散层、阳极催化剂层、质子交换膜、至少两层子层和阴极气体扩散层叠合在一起，叠合后至少两层子层位于质子交换膜和阴极气体扩散层之间，且当量小的子层靠近质子交换膜，当量大的子层靠近阴极气体扩散层。

8.根据权利要求7所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述阴极催化剂层制备步骤具体地：在质子交换膜一侧制备全氟磺酸树脂当量较小的子层，形成带有内子层的预制质子交换膜；在阴极气体扩散层一侧制备全氟磺酸树脂当量较大的子层，形成带有外子层的预制阴极气体扩散层。

9.根据权利要求8所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述装配步骤具体地：对带有内子层的预制质子交换膜和带有外子层的预制阴极气体扩散层进行热压，使预制质子交换膜的内子层和预制阴极气体扩散层的外子层贴合在一起。

10.根据权利要求8或9所述的膜电极的制备方法，其特征在于，内子层中的全氟磺酸树脂的当量为720，外子层中的全氟磺酸树脂的当量为800。