[发明专利]一种多层挤出制备燃料电池梯度气体扩散层碳膜的方法

摘要

本发明涉及燃料电池领域，公开了一种多层挤出制备燃料电池梯度气体扩散层碳膜的方法。包括如下制备过程：（1）将裹覆发泡剂的氯化钠分为三个粒径等级的颗粒；（2）将大粒径颗粒、碳纤维、聚合物、木质纤维、分散剂混合得到A料；（3）将中粒径颗粒、多孔碳黑、聚合物、分散剂混合得到B料；（4）将小粒径颗粒、石墨、石墨烯、聚合物、分散剂混合得到C料；（5）将A料、B料、C料制成微发泡共挤膜；（6）将微发泡共挤膜浸水清洗，得到燃料电池梯度气体扩散层碳膜。本发明的方法实现了连续可控制备具有梯度空隙的碳膜，对催化剂具有良好的支撑性，同时可有效阻止催化剂的损失和水淹，保证了气体和水的快速传输，提升了使用性能。

主权项

1.一种多层挤出制备燃料电池梯度气体扩散层碳膜的方法，其特征在于，制备的具体过程为：（1）先将氯化钠与发泡剂送入涡旋气流粉碎机，在主轴转速为4000~4500r/min下研磨20~30min，使发泡剂均匀裹覆于氯化钠颗粒表面，然后将制得的裹覆发泡剂的氯化钠经三级旋风分离器分为三个粒径等级：20~30μm、10~15μm、3~5μm，备用；（2）将步骤（1）得到的粒径为20~30μm的裹覆发泡剂的氯化钠、碳纤维、聚合物、木质纤维、分散剂加入高速混合机，以1000~2000r/min的转速混合分散10~20min，得到A料；（3）将步骤（1）得到的粒径为10~15μm的裹覆发泡剂的氯化钠、多孔碳黑、聚合物、分散剂加入高速混合机，以1000~2000r/min的转速混合分散10~20min，得到B料；（4）将步骤（1）得到的粒径为3~5μm的裹覆发泡剂的氯化钠、石墨、石墨烯、聚合物、分散剂加入高速混合机，以1000~2000r/min的转速混合分散10~20min，得到C料；（5）将步骤（2）得到的A料、步骤（3）得到的B料、步骤（4）得到的C料按照质量比3：2：1分别加入三层共挤挤出机的下层挤出机、中层挤出机、上层挤出机中，经共挤模头复合、微发泡、双向拉伸，得到由下到上依次为A‑B‑C的微发泡共挤膜；（6）先将步骤（5）得到的微发泡共挤膜浸入清水中20~30min溶解除脱微米级氯化钠颗粒，清洗、辊压平整、干燥、卷取，得到燃料电池梯度气体扩散层碳膜。