[发明专利]一种质子交换膜燃料电池用气体扩散层及其制备方法

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，所述气体扩散层包含多孔支撑层和微孔层，其特征在于，所述多孔支撑层经过憎水处理；所述微孔层由下述方法制备得到：

S1.将亲水改性的导电树脂粉、亲水改性的导电介质粉和疏水剂粉，充分混合均匀得到复合微孔层干粉料；

S2.将复合微孔层干粉料均匀涂覆在多孔支撑层靠近催化层一侧的表面；

S3.将涂覆有复合微孔层干粉料层的多孔支撑层经过热处理后，附着在多孔支撑层靠近催化层一侧表面的涂层即为所述微孔层。

2.根据权利要求1所述质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，步骤S1所述亲水改性的导电树脂粉，其制备方法包括：将热塑性树脂与磺化剂混合后进行磺化处理，所得磺化后的热塑性树脂经过干燥、破碎后得到所述亲水改性的导电树脂粉。

3.根据权利要求2所述质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述热塑性树脂包括：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的至少一种。

4.根据权利要求2所述质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述磺化剂包括：浓硫酸、氯磺酸、三氧化硫、氨基磺酸、亚硫酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求2所述质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，按照质量比，所述磺化剂包括：重铬酸钾：水：98wt％硫酸＝0.5～2:1～3:16～20。

6.根据权利要求1所述质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，步骤S1所述亲水改性的导电介质粉，其制备方法包括：首先将导电粉末与碱性水溶液混合后于30-90℃环境中恒温3-6h，得到处理产物；然后将处理产物转移至去离子水中抽滤洗涤至呈中性后得到中性产物；最后将中性产物干燥、粉碎后制得所述亲水改性的导电介质粉。

7.根据权利要求1所述质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，步骤S1所述充分混合均匀的方法包括：首先按照质量百分比计，将1％～35％的亲水改性的导电树脂粉、1％～35％的亲水改性的导电介质粉、10％～45％的疏水剂粉和余量的分散剂混合后得到混合物；然后将混合物放入均质机中分散均匀，得到分散物；最后将分散物干燥制得所述复合微孔层干粉料。

8.根据权利要求7所述质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，按照质量百分比计，所述混合物中还含有1％～35％的导电粉末。

9.根据权利要求1所述质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，步骤S3所述热处理，包括：将涂覆有复合微孔层干粉料层的多孔支撑层置于充满惰性气氛的烘箱中，在导电树脂热熔温度范围条件下烧结0.5-2h。

10.一种质子交换膜燃料电池用气体扩散层，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法制备得到。