一种气体扩散层中复合微孔层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种气体扩散层中复合微孔层及其制备方法，所述气体扩散层中复合微孔层的制备发方法包括如下步骤：（1）首先采用疏水材料对碳基底进行附着处理，然后按照阶梯型升温制度进行烧结处理，得到疏水处理后的碳基底层；（2）在所述疏水处理后的碳基底层上依次层叠制备至少2层涂层，每次制备涂层时，涂覆完浆料后均需要烘干，制备最后一层涂层时，烘干后进行阶梯型烧结处理即可。本发明专利技术有效解决了现有技术中大孔隙率气体扩散层易水淹问题及微孔层单次成型导致的液态水突破压力大、表面开裂的技术问题。裂的技术问题。裂的技术问题。

A composite microporous layer in a gas diffusion layer and a preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种气体扩散层中复合微孔层及其制备方法


[0001]本专利技术属于质子交换膜燃料电池微孔层制备
，具体涉及一种气体扩散层中复合微孔层及其制备方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池领域，气体扩散层具有反应气体分配、产水导流、导电、支撑的诸多作用。合理的气体扩散结构是质子交换膜燃料电池传热传质的关键影响因素。气体扩散层一般为双层结构，包括碳基底和微孔层。其中，碳基底作为直接连接电极和流道的结构，具有引导气体扩散、水排出的作用；而微孔层是PEMFC在碳基底和催化层之间的过渡层，可以提供渐变过渡的孔隙结构，缓解接触电阻，同时引导气体和水的传输。合理的气体扩散层结构有利于缓解电池在欧姆区和浓度区的极化现象，从而提升电池性能。
[0003]当碳基底的孔隙率过大时，可能导致由于水突破压力过大引起的水淹，并且碳基底和微孔层如果存在较强的界面效应，会导致水的大量聚集，形成的液态水膜将影响气体传输路径。中国专利CN202010459676.2采用打磨或施加压力的方法预处理碳基底以提高碳基底表面粗糙度，从而增加微孔层和碳基底的结合度，但是这种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体扩散层中复合微孔层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）首先采用疏水材料对碳基底进行附着处理，然后按照阶梯型升温制度进行烧结处理，得到疏水处理后的碳基底层；（2）在步骤（1）所述疏水处理后的碳基底层上依次层叠制备至少2层涂层，每次制备涂层时，涂覆完浆料后均需要烘干，制备最后一层涂层时，烘干后进行阶梯型烧结处理即可。2.根据权利要求1所述一种气体扩散层中复合微孔层的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述阶梯型升温制度为：首先从室温以8~10℃/min的升温速率升温至200℃并保温15~20min；然后以2.5~3℃/min的升温速率升温至230℃并保持19~21 min；最后自然降温到室温。3.根据权利要求1所述一种气体扩散层中复合微孔层的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述阶梯型烧结的方式为：首先以10℃/min的升温速率由室温升至190~210℃并保温17~19min；然后以2.5℃/min的升温速率升至245~255℃并保温29~31min；再以10℃/min的升温速率升至325~335℃并保温7~8min；最后以2.5℃/min的升温速率升至375~385℃并保温50min，最后自然降温即可。4.根据权利要求1~3任一项所述一种气体扩散层中复合微孔层的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述疏水材料为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、有机硅树脂和甲基硅酸钠中的至少一种；步骤（1）所述碳基底为碳纸、碳纤维编织布和碳纤维无纺布中的一种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，王佳男，花仕洋，高凌峰，廖天舒，叶东浩，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：