[发明专利]一种具有新型结构的燃料电池气体扩散层及制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池气体扩散层，所述气体扩散层置于双极板(1)与CCM(4)之间，所述气体扩散层包括与双极板(1)组装的碳基层(2)，以及与CCM(4)组装的微孔层(3)，其特征在于：所述微孔层(3)包括多层导电碳层(3-1)、多层功能性组合层(3-2)以及一层疏水混合层(3-3)，靠近CCM(4)处的为疏水混合层(3-3)，所述疏水混合层(3-3)远离CCM(4)的一侧面为功能性组合层(3-2)，所述碳基层(2)远离双极板(1)的一侧面为导电碳层(3-1)，多个所述功能性组合层(3-2)与多个所述导电碳层(3-1)为交错叠加设置；

所述功能性组合层(3-2)由多个疏水剂区(3-2-1)和多个导电混合区(3-2-2)分别阵列并交错构成，以实现气液分流，所述疏水剂区(3-2-1)的宽度为对应双极板流场沟槽(1-1)宽度，所述导电混合区(3-2-2)的宽度为对应双极板流场脊背(1-2)宽度。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层，其特征在于：所述导电碳层(3-1)和导电混合区(3-2-2)均由导电混合浆料涂覆而成，所述导电混合浆料包括亲水剂和碳粉，所述亲水剂和碳粉的质量比为20-40：1-1.5；所述亲水剂为醇类溶剂和去离子水的混合液，所述醇类溶剂和去离子水的体积比为4-6:1；

所述疏水混合层(3-3)由疏水混合浆料涂覆而成，所述疏水混合浆料包括疏水剂、碳粉、醇类溶剂和去离子水，所述疏水剂、碳粉、醇类溶剂、去离子水的质量比为1:15-20:150-250:50-100；

所述疏水剂区(3-2-1)由疏水剂溶液涂覆而成，所述疏水剂溶液包括去离子水和疏水剂，所述去离子水和疏水剂的质量比为150-200：1。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池气体扩散层，其特征在于：所述疏水剂为聚四氟乙烯乳液、偏四氟乙烯乳液、氟化乙丙烯乳液中的一种或多种混合；

所述醇类溶剂为乙醇、异丙醇、正丙醇以及正丁醇中的一种或多种混合；

所述碳粉为石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、乙炔黑中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层，其特征在于：所述导电碳层(3-1)和功能性组合层(3-2)的层数均为N层，优选的N的取值范围为2-4。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层，其特征在于：所述导电碳层(3-1)每层的湿厚均为1-5μm，所述功能性组合层(3-2)每层的湿厚均为1-5μm，所述疏水混合层(3-3)的湿厚为1-5μm。