[发明专利]一种燃料电池膜电极组件及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池膜电极组件，由催化膜电极、阴极侧密封边框、阳极侧密封边框、阳极侧气体扩散层、阴极侧气体扩散层封装构成叠层结构；其特征在于：

阴极侧密封边框平面设置位于中心的阴极通孔、两端的多个阴极介质通道；阳极侧密封边框平面设置位于中心的阳极通孔、两端的多个阳极介质通道；其中，阴极介质通道与阳极介质通道在叠层结构中一对一匹配相同布置，阴极通孔边缘线向外侧大于阳极通孔边缘线0.5～3mm形成错位结构；

催化膜电极封装位于阴极侧密封边框与阳极侧密封边框之间、中心于通孔位置、边缘被各边框密封覆盖1～5mm；阴极侧气体扩散层通过粘接固定覆盖阴极通孔，阳极侧气体扩散层通过粘接固定覆盖阳极通孔。

2.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极组件，其特征在于：所述阴极侧密封边框和阳极侧密封边框平面成任意几何形状，阴极通孔和阳极通孔均与边框形状相同并匹配，且通孔边线成光滑连续的圆弧结构。

3.根据权利要求2所述的燃料电池膜电极组件，其特征在于：所述阴极侧密封边框和阳极侧密封边框为矩形边框，阴极通孔和阳极通孔均为矩形通孔，矩形通孔的四角为圆弧过渡结构。

4.根据权利要求1或2或3所述的燃料电池膜电极组件，其特征在于：所述阴极侧密封边框与阳极侧密封边框叠层结构的外侧边缘通过工装联接件联接固定。

5.根据权利要求4所述的燃料电池膜电极组件，其特征在于：所述阴极侧密封边框和阳极侧密封边框为矩形边框时工装联接件为用于将矩形边框的相邻两边联接固定的直角连接件。

6.根据权利要求4所述的燃料电池膜电极组件，其特征在于：所述阴极侧密封边框与阳极侧密封边框由截面均包括三层预制层的平板切割制成，三层预制层包括：上层基材：包括PET薄膜或PI薄膜；中层胶粘剂层：为阻燃型胶粘剂涂覆制成；下层为离型层：为离型纸或离型膜覆盖制成；封装构成的叠层结构是去除离型层后粘接形成的多层结构。

7.一种燃料电池膜电极组件制备方法：其特征在于包括以下步骤：

S100，制备催化膜电极；

S200，在密封边框材料上分别裁剪出阴极侧密封边框、阳极侧密封边框，裁剪完成后去除离型层；

S300，在整张气体扩散层上裁剪出阳极侧气体扩散层、阴极侧气体扩散层；

S400，在热压机或层压机的加热平台上，依次放置阴极侧密封边框，催化膜电极，阳极侧密封边框；两端通过一对工装联接件靠紧上、下两极密封边框的相邻两侧面，使两密封边框精准对齐；调整催化膜电极使得催化膜电极居中位于两密封边框的通孔处，热压封装；

S500，对步骤S400获得的的五合一组件进行质量检测，包括：进行气密性和粘接质量检测；

S600，将阴极侧气体扩散层的边缘涂抹微量胶水，至少涂抹两边；然后将阴极侧气体扩散层置于阴极侧密度边框的阴极通孔中，利用阴极通孔对阴极侧气体扩散层进行定位；对涂抹胶水部分进行施压直到粘合；同样方法将阳极侧气体扩散层粘合固定在阳极通孔中，对组件在热压机或层压机中进行热压，得到膜电极组件；

S700，对膜电极组件进行质量检测，包括放电性能、气密性检测，检测合格完成膜电极组件的制备。

8.根据权利要求7所述燃料电池膜电极组件制备方法：其特征在于：所述步骤S400热压封装参数设定为：热压机或层压机温度范围80～120℃，压力范围1～5kg/cm²，压合时间8～20S。