含水电极粘合剂和电极及包括其的燃料电池制造技术

技术编号:3248936 阅读:158 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供了用于制造电极的含水粘合剂。含水粘合剂包括水、聚合醇、非-聚合醇、水溶性树脂、干燥减速剂,且任选消泡剂。当含水粘合剂用于生产电极时,含水粘合剂一般包括大部分水,以使放出的有毒物质最小化。还公开了使用该含水粘合剂组装的电极和燃料电池。(*该技术在2024年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含水电极粘合剂和电极及包括其的燃料电池
本专利技术的实施方式涉及用于制造电极的含水粘合剂组合物和浆液,该电极可用于例如熔融碳酸盐燃料电池的燃料电池。
技术介绍
电极,例如一般用于燃料电池的那些电极,一般可通过将填充粉末和包括挥发性溶剂的粘合剂溶液相结合而形成。然后,蒸发挥发性溶剂以产生电极。一般用于粘合剂溶液的溶剂包括可燃液体,例如乙醇、甲乙酮、或环己烷,或其它这种可燃溶剂,或可燃溶剂的组合。在干燥过程中,来自溶剂的蒸气释放存在对工作场所存在危害,这要求用于包含、收集和循环或焚烧该溶剂的系统。由于存在可燃蒸气与无保护的电器设备或暴露的人员相接触的可能,因而这种蒸气排放进入环境是不期望的。此外,地方、州、和联邦政府控制这类溶剂的空气排放。因而,由于需要安全去除蒸气的设备,生产电极的总成本和困难是巨大的。因此,在本领域需要避免与电极制造中的挥发性溶剂的使用有关的成本和健康危害。
技术实现思路
本专利技术的实施方式涉及含水组合物及其在制造电极中的应用。根据本专利技术的一个实施方式,提供包括水和至少一种聚合物的组合物作为含水粘合剂混合物,该含水粘合剂混合物可为溶液或悬浮液形式。含水粘合剂混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造电极的含水粘合剂,其中该含水粘合剂包括:聚合醇;非-聚合醇;水溶性树脂;干燥减速剂;和水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-1-15 10/345,0731.一种用于制造电极的含水粘合剂,其中该含水粘合剂包括:聚合醇;非-聚合醇;水溶性树脂;干燥减速剂;和水。2.权利要求1的含水粘合剂,进一步包括至少一种消泡剂。3.权利要求1的含水粘合剂,包括至少约70%的水。4.权利要求1的含水粘合剂,其中聚合醇选自聚乙烯醇、聚乙二醇、和乙二醇酯。5.权利要求1的含水粘合剂,其中非-聚合醇选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇、和丁醇。6.权利要求1的含水粘合剂,其中水溶性树脂选自聚(环氧乙烷)树脂、和聚乙二醇。7.权利要求1的含水粘合剂,其中干燥减速剂选自甘油、植物油、和聚乙二醇。8.权利要求1的含水粘合剂,其中消泡剂选自非-有机硅消泡剂、植物油、和聚乙二醇。9.权利要求1的含水粘合剂,其包括6.5重量%聚合醇、1重量%非-聚合醇、0.6重量%水溶性树脂、0.6重量%干燥减速剂、和88.3重量%水。10.权利要求2的含水粘合剂,其中聚合醇为聚乙烯醇,非-聚合醇为乙醇,水溶性树脂为聚(环氧乙烷)树脂,干燥减速剂为甘油,且消泡剂为非-有机硅消泡剂。11.一种电极浆液,其包括:含有聚合醇、非-聚合醇、水溶性树脂、干燥减速剂、和水的含水粘合剂;和至少一种与含水粘合剂混合的金属。12.权利要求10的电极浆液,进一步包括至少一种与含水粘合剂混合的碱金属盐和至少一种金属。-->13.权利要求12的电极浆液,其中碱金属盐为碳酸锂。14.权利要求11的电极浆液,其中该至少一种金属选自镍、镍合金、铂、铂合金、和混合的金属氧化物。15.权利要求11的电极浆液,其中聚合醇为聚乙烯醇。16.权利要求11的电极浆液,其中水溶性树脂为聚(环氧乙烷)树脂。17.权利要求11的电极浆液,其中干燥减速剂为甘油。18.权利要求11的电极浆液,其中电极浆液包括至少约70%水。19.权利要求11的电极浆液,其中聚合醇为聚乙烯醇,非-聚合醇为乙醇,水溶性树脂为聚(环氧乙烷)树脂,干燥减速剂为甘油,且该至少一种金属包含镍。20.权利要求11的电极浆液,其包括3重量%聚合醇、0.5重量%非-聚合醇、0.3重量%水溶性树脂、0.3重量%干燥减速剂、49.3重量%镍、40重量%水、1.9%消泡剂、和4.9%碳酸锂。21.权利要求11的电极浆液,其包括2.7重量%聚合醇、3.6重量%非聚合醇、2.2重量%水溶性树脂、0.3重量%干燥减速剂、69.7重量%镍-铝粉末、19.6重量%水、和1.9重量%消泡剂。22.权利要求11的电极浆液,其中含水粘合剂进一步含有至少一种消泡剂。23.一种生产用于制造电极的含水粘合剂的方法,该方法包括:通过将水与至少一种聚合醇相结合而形成第一溶液;通过将至少一种非-聚合醇与至少一种水溶性树脂相结合而形成第二溶液;和通过将第一和第二溶液与干燥减速剂和水相结合而形成浆液。24.权利要求23的方法,进一步包括向浆液中添加至少一种消泡剂。25.权利要求24的方法,进一步包括使用混合装置,对第一溶液、第二溶液、干燥减速剂、和消泡剂进行混合。26.权利要求25的方法,其中混合装置为机械混合器、超声混合器、或涡流混合器。27.权利要求23的方法,其中聚合醇为聚乙烯醇,非-聚合醇为乙醇,水溶性树脂为聚(环氧乙烷)树脂,干燥减速剂为甘油,且消泡剂为非-有机硅消泡剂。-->28.权利要求27的方法,其中浆液包括含水粘合剂,该含水粘合剂含有6.5重量%聚乙烯醇、1重量%乙醇、0.6重量%聚(环氧乙烷)树脂、0.6重量%甘油、和88重量%水。29.权利要求23的方法,进一步包括向浆液中添加至少一种碱金属盐。30.权利要求29的方法,其中碱金属盐为碳酸锂。31.一种制造电极浆液的方法,该方法包括:通过将水、至少一种聚合醇、至少一种非-聚合醇、至少一种水溶性树脂、和干燥减速剂进行结合,形成含水粘合剂:将含水粘合剂与至少一种金属结合进浆液中,以形成电极浆液。32.权利要求31的方法,进一步包括对电极浆液进行脱气。33.权利要求32的方法,进一步包括将电极浆液转移到带型铸造设备上以形成带型铸造电极。34.权利要求33的方法,进一步包括在干燥装置中干燥该带型铸造电极,从而去除电极浆液的溶剂。35.权利要求34的方法,进一步包括将干燥的带型铸造电极转移到集电器涂布器/压实设备上。36.权利要求35的方法,进一步包括涂覆集电器并压实带型铸造电极。37.权利要求31的方法,进一步包括向电极浆液中添加碳酸锂。38.权利要求31的方法,其中金属选自镍、镍合金、铂、铂合金、和混合的金属氧化物。39.权利要求31的方法,其中聚合醇为聚乙烯醇,非-聚合醇为乙醇,水溶性树脂为聚(环氧乙烷)树脂,干燥减速剂为甘油,消泡剂为非-有机硅消泡剂,且金属为镍粉末。40.权利要求39的方法,其包括3重量%聚合醇、0.5重量%非-聚合醇、0.3重量%水溶性树脂、0.3重量%干燥减速剂、1.9重量%消泡剂、49.3重量%镍、和40重量%水。41.权利要求39的方法,其包括2.7重量%聚合醇、3.6重量%非聚合醇、2.2重量%水溶性树脂、0.3重量%干燥减速剂、69.7重量%镍-铝粉末、19.6重量%水、和1.9重量%消泡剂。42.一种制造电极的方法,该方法包括:通过将含水粘合剂和至少一种金属进行结合以形成电极浆...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴维A休恩梅克杰弗里P艾伦伦道夫M伯纳德
申请(专利权)人:吉恩塞尔公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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