一种强韧性高导电型质子交换膜电池用碳纸材料制造技术

本发明专利技术涉及一种强韧性高导电型质子交换膜电池用碳纸材料，属于碳纸材料技术领域。本发明专利技术利用高锰酸钾和浓硫酸之间的恒温液相氧化还原反应，将纳米二氧化锰材料有效负载至碳纸材料表面，同时在其表面有效包覆聚二甲基硅氧烷并通过氢氟酸刻蚀交联后的聚二甲基硅氧烷，有效刻蚀聚二甲基硅氧烷材料并使其出现孔洞保证电流材料的传导，同时该技术方案有效包覆并改善材料结构，通过化学氧化还原法在碳纸基体上制备一层超薄的纳米MnO

A kind of carbon paper material with high toughness and conductivity for proton exchange membrane battery

【技术实现步骤摘要】
一种强韧性高导电型质子交换膜电池用碳纸材料
本专利技术涉及一种强韧性高导电型质子交换膜电池用碳纸材料，属于碳纸材料

技术介绍
燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成为电能的装置。与传统能源相比，燃料电池在反应过程中不涉及到燃烧，因而能量转换效率不受卡诺循环的限制，具有高效、洁净等显著特点。质子交换膜燃料电池（PEMFC）不但具有燃料电池的一般特点，还具有能量转换效率高、环境友好、比能量高（相对于电池）、操作温度低、启动快的特点，可广泛应用于汽车、电站、移动电源等领域。PEMFC是燃料电池家族中发展最成熟，最接近于商业应用的燃料电池。它的基本构件包括：双极板、气体扩散层、催化剂层和质子交换膜。双极板的作用是在电池堆中隔离每个单电池，并通过其上的通道向气体扩散层输送燃料和氧气，与此同时，还要具有较高的导电性能，从而能够向外界导出电流。气体扩散层、催化剂层和质子交换膜构成了膜电极结构（EMA）。气体扩散层通常由基底层和微孔层组成。基底材料层通常选用多孔的碳纸、碳布，其厚度约为100-400um。主要起支撑微孔层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强韧性高导电型质子交换膜电池用碳纸材料，其特征在于具有制备步骤为：/n（1）取碳纸并裁剪，按质量比1∶10，将裁剪后的碳纸浸泡至浸泡液中，保温水浴加热，静置冷却至室温，过滤并收集浸泡后的碳纸，洗涤、干燥得改性碳纸；按质量比1∶1，将1，3-二氧戊环与二甲苯搅拌混合并静置，得溶解溶剂，再按质量比1∶20，将聚二甲基硅氧烷添加至溶解溶剂中，搅拌溶解并超声分散收集分散溶解液并按质量比1∶15，将改性碳纸添加至分散溶解液中，搅拌混合并浸泡3～5h，过滤并收集滤饼，再淋洗处理并干燥，得刻蚀包覆改性碳纸；/n（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份硫酸锰、1～2份过硫酸铵和1～2...

【技术特征摘要】
1.一种强韧性高导电型质子交换膜电池用碳纸材料，其特征在于具有制备步骤为：
（1）取碳纸并裁剪，按质量比1∶10，将裁剪后的碳纸浸泡至浸泡液中，保温水浴加热，静置冷却至室温，过滤并收集浸泡后的碳纸，洗涤、干燥得改性碳纸；按质量比1∶1，将1，3-二氧戊环与二甲苯搅拌混合并静置，得溶解溶剂，再按质量比1∶20，将聚二甲基硅氧烷添加至溶解溶剂中，搅拌溶解并超声分散收集分散溶解液并按质量比1∶15，将改性碳纸添加至分散溶解液中，搅拌混合并浸泡3～5h，过滤并收集滤饼，再淋洗处理并干燥，得刻蚀包覆改性碳纸；
（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份硫酸锰、1～2份过硫酸铵和1～2份硫酸铵添加至烧杯中，搅拌混合并水热保温反应，得混合反应液并过滤，收集滤饼并洗涤、干燥得反应物；再按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份多巴胺和1～2份反应物置于烧杯中，搅拌混合并调节pH至8.5，搅拌混合并保温反应，静置冷却至室温并过滤，收集滤饼并置于管式气氛炉中，通氩气排除空气，待通入完成后，干燥处理并升温加热、保温煅烧，得改性复合颗粒；
（3）按重量份数计，分别称量45～50份石墨烯水悬浮液、1～2份改性复合颗粒和45～50份去离子水，搅拌混合并置于研钵中研磨分散，收集分散浆液并置于125～150℃下水热反应10～12h，得水热凝胶液；再按重量份数计，分别称量45～50份无水乙醇、1～2份聚乙烯醇缩丁醛和10～15份水热凝胶液，搅拌混合并将刻蚀包覆改性碳纸浸泡至水热凝胶液中，浸泡处理并干燥，用酚醛树脂溶液淋洗后，干燥收集得干燥包覆改性碳纸，将其置于平板硫化机中，压制成型后，高温处理，即可制备得所述的强韧性高导电型质子交换膜电池用碳纸材料。


2.根据权利要求1所述的一种强韧性...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁十根，
申请(专利权)人：梁十根，
类型：发明
国别省市：江西;36