[发明专利]一种燃料电池电极用离型膜及其制备方法

说明书

本发明所属IPC分类号为C09J/30，具体涉及一种燃料电池电极用离型膜及其制备方法。燃料电池电极用离型膜，使用时包括以下步骤：(1)在质子交换膜正面涂布含有催化剂的第一电极层，涂布完后进入烘箱固化；(2)固化完后，在质子交换膜正面覆合离型膜；(3)在带有离型膜的质子交换膜进行反面涂布含有催化剂的第二电极层，涂布完后进入烘箱固化；(4)在收卷前将离型膜撕掉得到膜电极。本发明的工艺简单，高温烘烤离型膜不会变形、溶解，剥离不会把涂布层催化剂剥离下来。

技术领域

本发明所属IPC分类号为C09J/30，具体涉及一种燃料电池电极用离型膜及其制备方法。

技术背景

氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向。

专利CN109088073A提供了一种质子交换膜燃料电池ccm膜电极，其是先将含有催化剂的浆涂布于离型膜上获得转印介质，主要实现的技术效果的催化剂转印率高，提高了生产效率，但是这样的转印技术会使得催化剂中的一些Pt不在“产品”区域内，造成浪费。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种燃料电池电极用离型膜，使用时包括以下步骤：

(1)在质子交换膜正面涂布含有催化剂的第一电极层，涂布完后进入烘箱固化；

(2)固化完后，在质子交换膜正面覆合离型膜；

(3)在带有离型膜的质子交换膜进行反面涂布含有催化剂的第二电极层，涂布完后进入烘箱固化；

(4)在收卷前将离型膜撕掉得到膜电极。

在一些实施方式中，步骤(1)中质子交换膜反面还复合有一层质子交换膜原生底膜；步骤(3)中先将质子交换膜原生底膜剥离后再进行反面涂布含有催化剂的第二电极层。

含有催化剂的第一电极层为催化剂阴极层或催化剂阳极层；含有催化剂的第二电极层为催化剂阴极层或催化剂阳极层，其中，含有催化剂的第一电极层与有催化剂的第二电极层的极性相反。

步骤(1)与(3)中可以使用涂布机来进行涂布，为本领域常规的涂布方法。

其中，步骤(1)与(3)中的固化的温度和时间本领域的技术人员可以根据含有催化剂的第一电极层的原料来进行选择，为本领域常规的技术手段。

作为优选的，步骤(1)中含有催化剂的第一电极层的涂布速度为4～6m/min (优选为5m/min)；步骤(3)中有催化剂的第二电极层的涂布速度为4～6m/min (优选为5m/min)。

作为优选的，催化剂阴极层的干厚度为8～15um(比如说8um、9um、10um、 11um、12um、13um、14um、15um等)；催化剂阳极层的干厚度为3～5um(比如说3um、4um、5um等)。

发明人发现在该涂布速度可以改善条纹和斑点缺陷的产生。

其中，步骤(2)中离型膜的尺寸大于等于含有催化剂的第一电极层的尺寸，优选的，步骤(2)中离型膜的尺寸等于含有催化剂的第一电极层的尺寸。

步骤(2)中的复合为模压复合，在一些实施方式中，所述模压复合的温度为100～120℃(优选为115～120℃；进一步优选为118℃)、压力为1～1.5kg(优选为1.2kg)、时间为5～20s(优选为10～15s；进一步优选为12s)。

本发明的另一个技术点在于，所述离型膜的至少一面具有含硅树脂的粘结层，构成离型膜的可以为单层结构，也可以为多层结构，只要在离型膜的一面或多面上涂覆了含硅树脂的粘结层的均符合本发明的技术构思。

在使用的时候离型膜的粘结层的一面与含有催化剂的第一电极层接触复合。