多层膜电极组件(ML-MEA)及其制造方法技术

技术编号:3246139 阅读:179 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及电化学电池和燃料电池领域,更具体地涉及聚合物电解质薄膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)。公开了一种多层膜电极组件(ML-MEA),包括两个导电双极板和膜电极组件(MEA),借助于电绝缘的粘合剂材料粘结在一起。该粘合剂材料优选为聚氨酯基系统,与附加到MEA前侧和背侧的保护膜层直接接触,从而避免了粘合剂组分对离子交联聚合物膜和/或电极层的污染。获得了长期稳定性和寿命改善的多层MEAs。该产品用于低温PEMFC和DMFC堆的制造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及电化学电池和燃料电池领域,更具体地涉及聚合物电解质薄膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC),并描述了包括离子交联聚合物薄膜、阳极和阴极催化剂层、一个或更多个气体扩散层(”GDLs”)、一个或更多个保护膜层、一个或更多个双极板和一个或更多个粘合剂层的多层膜电极组件(”ML-MEA”)。本文描述的多层MEA典型地包括七层到九层,并用作低温燃料电池的层叠部件。并且,本专利技术涉及用于制造产品的工艺。燃料电池在两个空间上隔开的电极处将燃料和氧化剂转化成电力、热和水。氢或富氢气体可以用作燃料,氧或空气用作氧化剂。燃料电池中的能量转化过程的特点是特别高的效率。因此,燃料电池对于移动、固定和便携的应用正具有增加的重要性。由于紧凑的设计、其功率密度和高效率,聚合物电解薄膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC,由甲醇代替氢直接发电的一种不同类型的PEMFC)适合于用作能量转化装置。在文献中广泛地描述了燃料电池的技术,例如参见K.Kordesch and G.Simader,″Fuel Cells and its Applications″,VCH Verlag本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电化学电池的多层膜电极组件(ML-MEA),包括-第一导电双极板(6a)-第二导电双极板(6b)设置在第一双极板和第二双极板之间的膜电极组件(MEA),包括具有前侧和背侧的离子交联聚合物膜(1),附加到离子交联聚 合物膜(1)的前侧和背侧的两个电极层(2)、两个保护膜层(3)和两个气体扩散层(4),借助于粘合剂材料(5),第一双极板(6a)、第二双极板(6b)和膜电极组件[(1)-(4)]被粘结在一起,其中粘合剂材料(5)与保护膜层(3)和双极板(6a,6b)直接接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-4-13 04008713.21.用于电化学电池的多层膜电极组件(ML-MEA),包括-第一导电双极板(6a)-第二导电双极板(6b)设置在第一双极板和第二双极板之间的膜电极组件(MEA),包括具有前侧和背侧的离子交联聚合物膜(1),附加到离子交联聚合物膜(1)的前侧和背侧的两个电极层(2)、两个保护膜层(3)和两个气体扩散层(4),借助于粘合剂材料(5),第一双极板(6a)、第二双极板(6b)和膜电极组件[(1)-(4)]被粘结在一起,其中粘合剂材料(5)与保护膜层(3)和双极板(6a,6b)直接接触。2.根据权利要求1的多层膜电极组件(ML-MEA),其中所述保护膜层(3)作为阻挡层,以防止粘合剂材料(5)的组分对离子交联聚合物膜(1)的污染。3.根据权利要求1的多层膜电极组件(ML-MEA),其中所述保护膜层(3)作为阻挡层,以防止粘合剂材料(5)的组分对电极层(2)的污染。4.根据权利要求1的多层膜电极组件(ML-MEA),其中所述保护膜层(3)作为阻挡层,以防止粘合剂材料(5)的组分对离子交联聚合物膜(1)和电极层(2)的污染。5.根据权利要求1的多层膜电极组件(ML-MEA),其中所述粘合剂材料(5)不与离子交联聚合物膜(1)直接接触。6.根据权利要求1的多层膜电极组件(ML-MEA),其中所述粘合剂材料(5)由电绝缘的聚氨酯系统组成。7.根据权利要求1的多层膜电极组件(ML-MEA),其中所述保护膜层(3)由下列物质组成:聚四氟乙烯、PVDF、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、共聚多酰胺、聚酰胺合成橡胶、聚酰亚胺、聚氨酯、聚氨酯合成橡胶、硅酮、硅橡胶、硅基合成橡胶,以及其混合物和/或复合材料。-->8.根据权利要求1的多层膜电极组件(ML-MEA),其中所述保护膜层(3)由聚氨酯或聚氨酯合成橡胶系统组成。9.根据权利要求1的多层膜电极组件(ML-MEA),其中所述粘合剂材料(5)在固化后的层厚度在100微米至500微米的范围内。10.根据权利要求1的多层膜电极组件(ML-MEA),其中所述粘合剂材料(5)在固化后的层厚度在100微米至250微米的...

【专利技术属性】
技术研发人员:拉尔夫朱博克努特费尔彼得塞佩尔斯文博恩鲍姆
申请(专利权)人:尤米科尔股份公司及两合公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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