[发明专利]一种燃料电池膜电极制备方法有效
申请号: | 202110740220.8 | 申请日: | 2021-06-30 |
公开(公告)号: | CN113629281B | 公开(公告)日: | 2022-07-15 |
发明(设计)人: | 任杰;邢以晶;李卓群 | 申请(专利权)人: | 嘉寓氢能源科技(辽宁)有限公司 |
主分类号: | H01M8/1004 | 分类号: | H01M8/1004;H01M4/88 |
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地址: | 123000 辽宁省阜新*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 燃料电池 电极 制备 方法 | ||
1.一种燃料电池膜电极制备方法,其特征在于,包括如下步骤;
1)使用涂覆设备在涂覆基底上涂覆大面积的质子传导聚合物溶液;
2)膜涂层电极的制备
a)将与质子传导聚合物溶液涂覆尺寸相同的气体扩散电极放置在步骤1)涂覆好的质子传导聚合物溶液上,其中气体扩散电极的催化层侧与质子传导聚合物溶液接触;
b)将步骤a)制备的样品进行干燥成型并退火热处理后,将其从涂覆基底上剥离,得到膜涂层电极;
3)裁切备用:将步骤2)制备的大尺寸膜涂层电极裁切成需求尺寸备用;
4)组装膜电极胚体:在膜涂层电极的周向边缘放置绝缘气密边框,再将另一膜涂层电极对齐放置在绝缘气密边框的另一侧,两个膜涂层电极对齐放置,形成膜电极胚体;
5)热压成型:对膜电极胚体进行热压处理,得到一体式膜电极。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述涂覆方式为喷涂、超声喷涂、刮刀涂覆或狭缝挤出涂覆。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述涂覆基底为玻璃板、聚四氟乙烯、硅油膜、聚二甲基硅氧烷板中的任何一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的质子传导聚合物溶液为全氟磺酸溶液、磺化聚醚醚酮溶液、磺化三氟苯乙烯溶液中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的气体扩散电极包括催化层和气体扩散层;催化层中Pt载量为0.1-0.4mg/cm2。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的干燥处理温度为60-100℃,时间为1-4h;退火热处理温度为110-150℃,时间为5-120min。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的绝缘气密边框放置在所述膜涂层电极的质子交换膜层侧。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述绝缘气密边框在膜电极的径向方向上依次包括内边框和外边框,所述外边框外露于膜涂层电极,所述内边框嵌入膜电极的质子交换膜层中,且所述内边框中间的空间为活性反应区域。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的绝缘气密边框的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、玻璃纤维增强聚四氟乙烯、聚酰亚胺、硅橡胶中的一种或多种的组合,厚度为5-50μm。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的热压成型的热处理温度为100-150℃,压力为0.1-1MPa,热压时间为0.5-3min。
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