一种燃料电池的微孔层结构、其制备方法与燃料电池阴极组件技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池的微孔层结构，其包括：依次叠加设置的高水气透过性微孔层与低水气透过性微孔层；沿空气流路方向上，高水气透过性微孔层的厚度递增，低水气透过性微孔层的厚度递减，微孔层结构的总厚度保持一致；在空气入口，高水气透过性微孔层的厚度大于低水气透过性微孔层的厚度，在空气出口，高水气透过性微孔层的厚度小于低水气透过性微孔层的厚度。本申请还提供了所述微孔层结构的制备方法与燃料电池的膜电极组件。本申请提供的燃料电池微孔层结构可以平衡燃料电池气体入口和出口区域的水含量，最终提高燃料电池在各种温湿度下的稳定性，提高耐久性等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池的微孔层结构、其制备方法与燃料电池阴极组件
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池的微孔层结构、其制备方法与燃料电池阴极组件。
技术介绍
燃料电池由于能量转化效率高、低排放无污染等优势，在交通运输、备用电源、分布式电站等领域发展前景广阔。典型的燃料电池单体由电解质膜(一般为质子交换膜)、阴极和阳极的催化电极、气体扩散层以及双极板组成。燃料电池中的气体扩散介质通常由诸如碳纤维纸或碳布的导电多孔基材组成，并在其上附有微孔层。微孔层通常包括碳粉末和疏水性含氟聚合物，起排水通气并增强电子传输能力等功能，微孔层对于燃料电池的水管理具有非常重要的作用。燃料电池的水管理非常重要，缺水会造成电解质膜的高质子传输阻抗以及电极的低活性，从而导致低的功率输出；而高的水含量容易导致电极的水淹，造成氧气和燃料的高传输阻力，同样会导致性能下降。车用燃料电池由于比较高的功率输出，一般来说电极的面积比较大，可达数百平方厘米。燃料电池尤其是大尺寸燃料电池在电极的不同区域由于膜电极水含量、气体相对湿度和氧气浓度等的不平衡会导致电流密度分布的不均衡，影响功率密度和耐久性。一般来说，燃料电池入口处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池的微孔层结构，包括依次叠加设置的高水气透过性微孔层与低水气透过性微孔层；沿空气流路方向上，高水气透过性微孔层的厚度递增，低水气透过性微孔层的厚度递减，微孔层结构的总厚度保持一致；在空气入口，高水气透过性微孔层的厚度大于低水气透过性微孔层的厚度，在空气出口，高水气透过性微孔层的厚度小于低水气透过性微孔层的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的微孔层结构，包括依次叠加设置的高水气透过性微孔层与低水气透过性微孔层；沿空气流路方向上，高水气透过性微孔层的厚度递增，低水气透过性微孔层的厚度递减，微孔层结构的总厚度保持一致；在空气入口，高水气透过性微孔层的厚度大于低水气透过性微孔层的厚度，在空气出口，高水气透过性微孔层的厚度小于低水气透过性微孔层的厚度。2.根据权利要求1所述的微孔层结构，其特征在于，所述微孔层结构的厚度为30～60μm。3.根据权利要求1所述的微孔层结构，其特征在于，所述高水气透过性微孔层在空气入口处的厚度为0～30μm，在出口处的厚度为30～60μm；所述低水气透过性微孔层在空气入口处的厚度为30～60μm，在空气出口处的厚度为0～30μm。4.根据权利要求1所述的微孔层结构，其特征在于，所述高水气透过性微孔层的孔隙率为40～55％；所述低水气透过性微孔层的孔隙率为30～45％。5.权利要求1所述的燃料电池的微孔层结构的制备方法，包括以下步骤：A)，制备第一浆料混合物与第二浆料混合物，所述第一浆料混合物与所述第二浆料混合物均由碳粉体、粘接剂、分散剂与溶剂组成，所述第一浆料混合物的水气透过性高于第二浆料混合物；B)，在经过疏水处理的气体扩散层表面涂覆第一浆料混合物，热处理后得到高水气透过性微孔层，再涂覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：万年坊，梁建英，李克雷，张文超，张旭，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37