[发明专利]一种燃料电池气体扩散层、电极、膜电极组件、单电池及其制备方法

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池气体扩散层，其特征在于，所述气体扩散层包括双层多孔镍网层，所述双层多孔镍网层选用第二多孔镍网层和第三多孔镍网层，所述第三多孔镍网层的孔径大小为第二多孔镍网层孔径大小的2~2.5倍，所述第三多孔镍网层的厚度为第二多孔镍网层厚度的2~5倍；所述第二多孔镍网层的孔径大小为100‐200目，厚度为10‐40μm；所述气体扩散层与质子交换膜燃料电池电极的基板一体成型 ；

所述第三多孔镍网层位于所述第二多孔镍网层以及所述基板之间 。

2.一种质子交换膜燃料电池电极，其特征在于，包括：如权利要求1所述的燃料电池气体扩散层和与燃料电池气体扩散层一体成型的基板。

3.根据权利要求2所述的一种质子交换膜燃料电池电极，其特征在于，所述电池电极包括阳极和阴极；

其中，所述阳极包括：第一多孔镍网层和基板；所述阴极包括：第二多孔镍网层、第三多孔镍网层和基板；

第二多孔镍网层的孔径大小与第一多孔镍网层的孔径大小相同，第二多孔镍网层的厚度为第一多孔镍网层厚度的1/5~2/5；

所述第三多孔镍网层的孔径大小为第二多孔镍网层孔径大小的2~2.5倍，所述第三多孔镍网层的厚度为第二多孔镍网层厚度的2~5倍。

4.根据权利要求3所述的一种质子交换膜燃料电池电极，其特征在于，所述阳极中的第一多孔镍网层与基板之间通过焊接而成。

5.根据权利要求3所述的一种质子交换膜燃料电池电极，其特征在于，所述阴极中的第三多孔镍网层先与基板焊接而成，然后第三多孔镍网层与第二多孔镍网层之间通过冷压压制而成；

激光焊接时焊接方向在基板上，同时采用惰性保护气体排出氧气、加快冷却。

6.一种质子交换膜燃料电池膜电极组件，其特征在于，包括：质子交换膜、位于质子交换膜两侧的阳极催化层和阴极催化层、权利要求3所述质子交换膜燃料电池电极；

所述阳极与所述阳极催化层粘接、焊接或热压，阴极与所述阴极催化层粘接、焊接或热压。

7.一种制备如权利要求6所述的质子交换膜燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一、阳极的制备：采用100-200目的多孔镍网层和镍基板焊接而成；

步骤二、阴极的制备：先采用50-80目的多孔镍网层与镍基板焊接，然后50-80目的多孔镍网层与100-200目的多孔镍网层冷压制备而成；

步骤三、在质子交换膜的两侧分别沉积阳极催化层和阴极催化层；

步骤四、将阳极通过焊接或者热压在阳极催化层上，阴极通过焊接或者热压在阴极催化层上。

8.一种应用了如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池气体扩散层的单片电池，其特征在于，阳极的反应气体为氢气，阴极的反应气体是氧气。