【技术实现步骤摘要】
一种高成品率燃料电池催化电极涂布生产方法及其设备
本专利技术属于燃料电池领域，具体涉及一种高成品率燃料电池催化电极涂布生产方法。
技术介绍
燃料电池是一种电化学电池，其主要原理是将燃料和氧化剂中的化学能经氧化还原反应直接转化为电能。质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为燃料电池领域的重要分支，除了拥有燃料电池一般性特点如能量转换效率高、环境友好之外，还具有室温下启动速度快、体积小、无电解液损失、容易排水、寿命长、比功率和比能量高等突出优点。它不仅适用于分散式电站的建设，而且适用于移动供电。它是一种新型的军用和民用移动电源。因此，质子交换膜燃料电池具有非常广阔的应用前景。目前比较常见的制备方式是采用涂布和喷涂，采用喷涂法制备膜电极有利于催化层的均匀性和孔隙率，并且膜电极性能也较好。但是目前采用超声喷涂的方式都较为复杂，多采用预先裁剪成块状料再使用夹具固定后进行喷涂，多见于实验室的小批量制备，或是采用真空吸附传送带进行喷涂，无法做到卷对卷的连续化涂布，而且喷涂过程中，会造成催化剂浆料的大量浪费。并且现有的燃料电池喷涂生产线...
【技术保护点】
1.一种燃料电池催化电极的生产方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：/nS1、制备催化剂浆料，将所制得的催化剂浆料涂覆于质子交换膜的一面，烘干后备用；/nS2、将S1制备的催化剂浆料涂布在一支撑体上，对所述催化剂浆料进行烘干形成催化剂层，同时在催化剂层上依次喷涂保湿溶液、抗氧化溶液、增强质子传导溶液以及全氟磺酸树脂溶液，形成具有凝胶态层的支撑复合体；/nS3、将S2制备的支撑复合体与S1的质子交换膜的非涂覆面进行热压转移处理，使支撑复合体上的凝胶态层转移到质子交换膜的非涂覆面上，烘干后得到所述催化电极。/n
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池催化电极的生产方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1、制备催化剂浆料，将所制得的催化剂浆料涂覆于质子交换膜的一面，烘干后备用；
S2、将S1制备的催化剂浆料涂布在一支撑体上，对所述催化剂浆料进行烘干形成催化剂层，同时在催化剂层上依次喷涂保湿溶液、抗氧化溶液、增强质子传导溶液以及全氟磺酸树脂溶液，形成具有凝胶态层的支撑复合体；
S3、将S2制备的支撑复合体与S1的质子交换膜的非涂覆面进行热压转移处理，使支撑复合体上的凝胶态层转移到质子交换膜的非涂覆面上，烘干后得到所述催化电极。
2.一种权利要求1所述生产方法所用的燃料电池催化电极的生产设备，其特征在于：所述生产方法所用的设备为连续涂布设备；所述连续涂布设备包括支撑体传送线和质子交换膜传送线；所述支撑体传送线与质子交换膜传送线设有传送重合处；所述传送重合处设有热压复合区；
沿传送方向，所述支撑体传送线上位于热压复合区的前工位处依次设有涂布头和烘箱，所述支撑体传送线穿过烘箱，并在烘箱中呈从高到低的坡度状，所述烘箱内阵列设有若干个喷头；
沿传送方向，所述支撑体传送线上位于热压复合区的后工位处设有支撑体收卷辊，所述质子交换膜传送线上位于热压复合区的后工位处设有烘箱；
所述热压复合区包括一对用于实现热压功能的加热转动辊。
3.一种利用权利要求2所述设备生产催化电极的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将支撑体和一面涂有催化剂浆料的质子交换膜分别置于支撑体传送线和质子交换膜传送线的起始位置；
(2)通过涂布头将催化剂浆料涂布在支撑体上，然后传送至烘箱中，在烘干的同时通过不同喷头依次喷涂保湿溶液、抗氧化溶液、增强质子传导溶液和全氟磺酸树脂溶液，形成具有凝胶态层的支撑复合体；
(3)在传送带的带动下，将质子交换膜和所述支撑复合体通过热压复合区进行热压转移，使支撑复合体上的凝胶态层转移到质子交换膜的非涂覆面上，之后通过支撑体收卷辊对支撑体进行收卷，转移后的质子交换膜两面均具有催化剂层，通过烘箱进行烘干，得到所述催化电极。
4.根据权利要求1或3所述的生产方法，其特征在于：
所述保湿溶液为化合物I和溶剂的混合；所述化合物I为纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝中的一种；
所述抗氧化溶液为化...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝金凯，张洪杰，邵志刚，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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