[发明专利]一种微孔层浆料、高孔隙率的气体扩散层及其制备方法

权利要求书

1.一种微孔层浆料，其特征在于，所述浆料的原料包括：至少三种不同粒径的聚甲基丙烯酸甲酯微球、复合微球、碳黑浆料和聚四氟乙烯；

所述复合微球为聚甲基丙烯酸甲酯复合埃洛石纳米硅铝管的微球；

至少三种不同粒径的所述聚甲基丙烯酸甲酯微球的粒径分别为20μm～100μm；

所述复合微球的粒径为7μm～20μm。

2.根据权利要求1所述的微孔层浆料，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯微球和所述复合微球的总质量与所述碳黑浆料和所述聚四氟乙烯的总质量之比为1:2.4～4.7。

3.根据权利要求1所述的微孔层浆料，其特征在于，所述碳黑浆料为导电碳黑颗粒和异丙醇溶液所形成的混合浆料；

所述导电碳黑颗粒和所述异丙醇溶液的质量之比为3:1～10:1。

4.根据权利要求3所述的微孔层浆料，其特征在于，所述导电碳黑颗粒包括乙炔黑、Vulcan XC-72、Black pearls和碳纳米管中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的微孔层浆料，其特征在于，所述导电碳黑颗粒的质量占所述聚甲基丙烯酸甲酯微球和所述复合微球的总质量的4:1～20:1，所述导电碳黑颗粒和所述聚四氟乙烯的质量之比为1:10～1:30。

6.一种制备权利要求1-5任一项所述的微孔层浆料的方法，其特征在于，所述方法包括：

分别制备复合微球和不同粒径的聚甲基丙烯酸甲酯微球；

混合碳黑浆料和聚四氟乙烯溶液，并进行搅拌和第一超声，得到混合浆料；

混合所述复合微球、所述聚甲基丙烯酸甲酯微球和所述混合浆料，并进行第二超声，得到微孔层浆料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一超声和所述第二超声的时间分别为25min～35min；所述第一超声和所述第二超声的频率分别为25kHz～40kHz。

8.一种高孔隙率的气体扩散层，其特征在于，所述气体扩散层的原料包括如权利要求1-5任一项所述的微孔层浆料和基底层，所述气体扩散层是由所述微孔层浆料喷涂于基底层制备得到。

9.一种制备权利要求8所述的气体扩散层的方法，其特征在于，所述方法包括：

采用浸渍液对基底层进行浸渍处理，后进行第一干燥，得到预处理基底层；

向所述预处理基底层的表面喷涂权利要求1-5任一项所述的微孔层浆料，并进行焙烧，后自然冷却，得到粗制样品；

采用有机溶剂对所述粗制样品进行浸泡，并进行第三超声，以去除微孔层中的聚甲基丙烯酸甲酯微球，后进行加热处理，得到气体扩散层；

其中，所述浸渍液为憎水剂溶液；所述浸渍处理的时间为20min～40min。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述微孔层中疏水剂的重量含量为15％～30％。