The invention discloses a preparation method of a fuel cell diaphragm, which comprises the following steps: (1) a perfluorosulfonic acid diaphragm is extended by a perfluorosulfonic acid resin through a die by a screw extruder, and (2) the PTFE mixture is pushed out of a PTFE diaphragm with a set thickness and a setting width through a plunger extruder; (3) The perfluorinated sulfonic acid membrane and the PTFE membrane are formed by a two way synchronous stretching mechanism. In the invention, the perfluoro sulfonic acid resin can be made by using the melting property of the perfluoro sulfonic acid resin, and the perfluoronic sulfonic acid diaphragm is combined with the PTFE diaphragm into a fuel cell diaphragm through a two-way synchronous stretcher. The processing equipment used is all the existing equipment, and the process is simple, with strong operability and more suitable for industrial production. Compared with the existing pure perfluorinated sulfonic acid membrane, the fuel cell separator made by the invention is relatively simple. The mechanical strength can be increased by more than 20%, and the conductivity can be increased by more than 30%.
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池隔膜的制备方法
本专利技术涉及一种燃料电池隔膜的制备方法,属于含氟高分子复合材料
技术介绍
:质子交换膜燃料电池(Protonexchangemembranefuelcell,PEMFC)是一种清洁高效的能源转换方式,是当前能源领域研究的热点和前沿。作为燃料电池的核心材料,质子交换膜既充当质子传导介质,又起到阻隔阴阳极反应气体的作用。充当质子传导介质的衰减只会影响到电池性能的下降,但阻隔阴阳极反应气体的作用的失效将会加剧电池中阴阳极反应气体的相互穿透,发生剧烈的反应,不但使燃料电池失去了工作的能力,而且还有可能出现爆炸的危险。因此,相对于其他性能的衰减,聚电解质膜机械性能的下降,直接造成了膜中针孔和裂缝的产生,成为燃料电池早期失效的主要因素。自20世纪80年代初加拿大Ballard公司将全氟磺酸质子交换膜用于PEMFC并获得成功以来,全氟磺酸膜成为现代PEMFC最主要的商业化膜材料。在所使用的全氟磺酸质子交换膜在较低温度下(80℃)和较高的湿度下具有良好的质子传导性和化学稳定性。但是,它们也有很多的缺陷:如尺寸稳定性差、机械强度不高、化学稳定性差等。膜在不同的湿度下吸水率和因吸水而导致的尺寸膨胀也不同,当膜在不同工况下变换时,膜的尺寸也将因此发生变化。如此反复,最终导致质子交换膜发生机械破损。此外,燃料电池的正极反应常常产生大量的氢氧自由基和过氧化氢等具有强氧化性的物质,这些物质会进攻成膜树脂分子上非氟基团,导致膜发生化学降解和破损、起泡。最后,当全氟磺酸交换膜的工作温度高于90℃时,由于膜的迅速失水导致膜的质子传导性急剧下降,从而使 ...
【技术保护点】
1.一种燃料电池隔膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)先在螺杆挤出机将全氟磺酸树脂通过模具流延出设定厚度及设定宽度的全氟磺酸膜片;(2)将PTFE混合料通过柱塞式挤出机推挤出设定厚度及设定宽度的PTFE膜片;(3)将全氟磺酸膜片与PTFE膜片一起通过双向同步拉伸机制成复合膜。
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池隔膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)先在螺杆挤出机将全氟磺酸树脂通过模具流延出设定厚度及设定宽度的全氟磺酸膜片;(2)将PTFE混合料通过柱塞式挤出机推挤出设定厚度及设定宽度的PTFE膜片;(3)将全氟磺酸膜片与PTFE膜片一起通过双向同步拉伸机制成复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中采用的全氟磺酸树脂为带有末端基团-SO3F的树脂。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,螺杆挤出机的挤出温度为150-250℃,挤出的全氟磺酸膜片的厚度在50-250μm。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中柱塞式挤出机的挤出温度为20-80℃,PTFE膜片的厚度在50-250μm。5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中的PTFE混合料的组分...
【专利技术属性】
技术研发人员:费传军,赵谦,余佳彬,郭晓蓓,黎鹏,王屹,范凌云,张振,尹奕玲,
申请(专利权)人:中材科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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