一种质子交换膜燃料电池的电极组件及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种质子交换膜燃料电池的电极组件，它由依次层叠设置且结合在一起的第一催化剂层、质子交换膜、第二催化剂层以及气体扩散层组成，其中第一催化剂层通过催化剂浆料涂布到所述质子交换膜上形成，质子交换膜和第二催化剂层之间以及第二催化剂层和气体扩散层之间通过催化剂浆液涂布或热压合方式结合在一起。本发明专利技术还涉及其电极组件的制作方法。在气体扩散层的基体支撑下，具有一定的尺寸稳定性，并且便于操作，简化了后期组装步骤，降低了难度，提高了效率；在实际操作过程中，四层的电极组件可灵活、方便地与另一部分的气体扩散层、双极板以及密封组件等组合成电堆中能够正常发电所需的结构。

An Electrode Module for Proton Exchange Membrane Fuel Cell and Its Fabrication Method

The present invention relates to an electrode assembly of a proton exchange membrane fuel cell, which is composed of a first catalyst layer, a proton exchange membrane, a second catalyst layer and a gas diffusion layer arranged and combined in turn. The first catalyst layer is formed by coating the catalyst slurry on the proton exchange membrane, and between the proton exchange membrane and the second catalyst layer and the second catalyst layer. The layer and the gas diffusion layer are combined by coating or hot pressing of catalyst slurry. The invention also relates to a method for manufacturing an electrode assembly thereof. Supported by the matrix of gas diffusion layer, it has certain dimensional stability and is easy to operate, which simplifies the later assembly steps, reduces the difficulty and improves the efficiency. In the actual operation process, the four-layer electrode assembly can flexibly and conveniently meet the needs of other parts of the gas diffusion layer, bipolar plate and sealing assembly for normal power generation in the composite reactor.

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池的电极组件及其制作方法
本专利技术属于燃料电池领域，尤其是质子交换膜燃料电池（PEMFC），涉及一种质子交换膜燃料电池的电极组件。本专利技术还涉及一种质子交换膜燃料电池的电极组件的制作方法。
技术介绍
常规的质子交换膜燃料电池（PEMFC）的电极为3层、5层或7层结构。其中，3层结构是指依次层叠设置的催化剂层、质子交换膜、催化剂层，一般称为CCM（catalystcoatedmembrane）的组件结构；5层结构是指依次层叠设置的气体扩散层、催化剂层、质子交换膜、催化剂层和气体扩散层，一般称为MEA（membraneelectrodeassembly）的组件结构；7层电极结构MEA是指在5层MEA的两侧周围添加对MEA起到加固、保护和密封等左右的固化边框后组成一个组件。早些时间，5层MEA的制备方法一般是在气体扩散层支撑体上涂敷催化剂层，获得气体扩散层支撑的单电极、两片单电极和质子交换膜热压在一起组成5层结构MEA。目前，主流技术路线是采用3层的CCM和两面添加气体扩散层，通过热复合，边缘胶粘贴等方式组成的5层MEA，并在此基础上进一步密封边框工艺组成7层MEA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种质子交换膜燃料电池的电极组件，其特征在于，它由依次层叠设置且结合在一起的第一催化剂层、质子交换膜、第二催化剂层以及气体扩散层组成，其中第一催化剂层通过催化剂浆料涂布到所述质子交换膜上形成，质子交换膜和第二催化剂层之间以及第二催化剂层和气体扩散层之间通过催化剂浆液涂布或热压合方式结合在一起。

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池的电极组件，其特征在于，它由依次层叠设置且结合在一起的第一催化剂层、质子交换膜、第二催化剂层以及气体扩散层组成，其中第一催化剂层通过催化剂浆料涂布到所述质子交换膜上形成，质子交换膜和第二催化剂层之间以及第二催化剂层和气体扩散层之间通过催化剂浆液涂布或热压合方式结合在一起。2.一种质子交换膜燃料电池的电极组件制作方法，其特征在于，它包括：步骤一：将催化浆料涂布到气体扩散层上，随后110℃~180℃加热，烘干1~5分钟，催化剂浆料在气体扩散层表面形成第二催化剂层，得到第一半成品；步骤二：取用卷状PTFE增强膜，即质子交换膜和带可剥离型的基体保护层的靠静电力贴合在一起的膜，将催化剂浆料涂布到卷状PTFE增强膜中裸露的质子交换膜上，随后110℃~180℃加热烘干，该涂布和烘干过程进行一次或多次，催化剂浆料在质子交换膜表面形成第一催化剂层，制得第二半成品；步骤三：将第二半成品中的基体保护层剥离得到第三半成品；步骤四：将第三半成品中质子交换膜与第一半成品中第二催化剂层之间热压合将第一半成品和第三半成品结合在一起，热压温度为110℃~180℃，压力为1MPa~30MPa，制成四层电极材料；步骤五：将卷状的四层电极材料模切成需要的大小尺寸。3.一种质子交换膜燃料电池的电极组件制作方法，其特征在于，它包括：步骤一：取用卷状PTFE增强膜，即质子交换膜和带可剥离型的基体保护层的靠静电力贴合在一起的膜，将催化剂浆料涂布到卷状PTFE增强膜中裸露...

【专利技术属性】
技术研发人员：田文筱，
申请(专利权)人：上海懋乐新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31