一种燃料电池膜电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池膜电极及其制备方法，制备方法包括以下步骤：制备质子交换膜和边框；将制得的质子交换膜无保护膜的一面边缘与制得的边框进行贴合；对处于固定状态的贴合后的质子交换膜无保护膜的一面进行阴极的喷涂作业；撕除阴极喷涂作业后质子交换膜另一面上的保护膜；将质子交换膜撕除保护膜的那面边缘与制得的边框进行贴合；对处于固定状态的贴合后的质子交换膜撕除保护膜的那面进行阳极的喷涂作业。本发明专利技术能够避免质子交换膜在喷涂时出现溶胀现象，有效提高膜电极的气密性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池膜电极及其制备方法


[0001]本专利技术属于燃料电池
，涉及一种燃料电池膜电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。
[0003]作为燃料电池的核心零部件，膜电极是由质子交换膜、催化剂层、边框以及扩散层组成，膜电极的制备工艺包括薄膜制备和催化剂涂敷。
[0004]传统的喷涂方式是在质子交换膜上直接进行喷涂作业，在喷涂阴极的时候，阳极有保护膜可以对阴极的质子交换膜起到支撑的作用，防止产生溶胀现象，喷涂完阴极后，先撕去阳极上的保护膜后再喷涂阳极，但在喷涂阳极的时候，由于在高温质子交换膜会产生热胀现象，从而导致出现有效区域偏离或者浆料的浪费，在边框贴合时，热胀产生的细小折痕会贯穿边框的密封区域，并且质子交换膜的表面喷有催化剂，导致质子交换膜的表面附着力明显下降，在进行边框贴合时会出现边框与CCM之间粘贴不牢的现象，降低了CCM与边框之间的气密性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种燃料电池膜电极及其制备方法，能够避免质子交换膜在喷涂时出现溶胀现象，有效提高膜电极的气密性。
[0006]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：一种燃料电池膜电极的制备方法，包括以下步骤：制备质子交换膜和边框；将制得的质子交换膜无保护膜的一面边缘与制得的边框进行贴合；对处于固定状态的贴合后的质子交换膜无保护膜的一面进行阴极的喷涂作业；撕除阴极喷涂作业后质子交换膜另一面上的保护膜；将质子交换膜撕除保护膜的那面边缘与制得的边框进行贴合；对处于固定状态的贴合后的质子交换膜撕除保护膜的那面进行阳极的喷涂作业。
[0007]可选的，制备质子交换膜和边框包括：将质子交换膜裁切成所需形状；将边框材料模切成所需尺寸。
[0008]可选的，通过滚轴膜贴机将质子交换膜与边框进行贴合，滚轴膜贴机的滚轮压力为0.6Mpa。
[0009]可选的，所述边框材料为耐高温材料，所述滚轴膜贴机所用胶水为耐高温压敏胶粘剂。
[0010]可选的，所述边框材料包括PI、PEN、PET。
[0011]可选的，所述胶水包括硅胶、3M胶水。
[0012]可选的，通过夹具对贴合好边框的质子交换膜组合体进行固定。
[0013]可选的，所述夹具的数量至少为三个。
[0014]一种燃料电池膜电极，通过所述制备方法制备而成与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术提供一种燃料电池膜电极及其制备方法，能够避免质子交换膜在喷涂时出现溶胀和褶皱的现象，确保质子交换膜与边框紧密贴合，提高了两者贴合的气密性，从而提高了膜电极的生产质量和生产效率。
具体实施方式
[0015]以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0016]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应该理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0017]出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另有陈述，否则所有表达量、百分数或比例的数字及本说明书和所附权利要求书中所用的其他数值被理解为在所有情况下都由术语“约”修饰。此外，本文公开的所有范围都包括端点在内且可独立组合。
[0018]实施例一：一种燃料电池膜电极的制备方法，包括以下步骤：S1，将质子交换膜裁切成所需形状；将边框材料模切成所需尺寸，所述边框材料为PET。
[0019]S2，将制得的质子交换膜置于滚轴膜贴机上吸盘的离型膜方框内，边框置于下吸盘，使得质子交换膜无保护膜的一面边缘与制得的边框进行贴合，所述滚轴膜贴机所用胶水为硅胶，在贴合的过程中，贴合机的滚轮压力为0.6Mpa；由于质子交换膜自身表面光滑平整，所以与边框的粘合效果会非常贴合牢固；S3，通过夹具对贴合好边框的质子交换膜组合体进行固定；S4，对夹具上的质子交换膜无保护膜的一面进行阴极的喷涂作业；由于质子交换膜的两面分别有保护膜和边框的支撑，有效防止质子交换膜出现溶胀和褶皱的现象；S5，将夹具上阴极喷涂作业后的质子交换膜取下，撕除质子交换膜另一面上的保护膜；S6，将质子交换膜撕除保护膜的那面边缘通过滚轴膜贴机与制得的边框进行贴合；S7，将S6中贴合后的质子交换膜固定于另一夹具上；S8，对夹具上的质子交换膜撕除保护膜的那面进行阳极的喷涂作业；由于质子交换膜的两面均有边框的支撑，有效防止质子交换膜出现溶胀和褶皱的现象；为了保证生产效率，准备三套夹具，提前将几十片生产所需要用到的质子交换膜与边框贴合好，然后依次进行阴极喷涂和阳极喷涂，三个夹具可进行轮转作业，保证了生产效率；S9，将夹具上阳极喷涂作业后的质子交换膜取下，制得带有边框的CCM。
[0020]本专利技术一种燃料电池膜电极的制备方法，该方法实现了CCM与边框的紧密贴合，当制得带有边框的CCM出现气密性问题，可排除边框和CCM结合处漏气所引起的气密性问题，从而确认是原材料质子交换膜本身有漏气的现象，大大提高了漏气检测效率。
[0021]实施例二：基于实施例一所述的一种燃料电池膜电极的制备方法，本实施例提供一种燃料电池膜电极，所述膜电极通过实施例一所述制备方法制备而成。
[0022]以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备质子交换膜和边框；将制得的质子交换膜无保护膜的一面边缘与制得的边框进行贴合；对处于固定状态的贴合后的质子交换膜无保护膜的一面进行阴极的喷涂作业；撕除阴极喷涂作业后质子交换膜另一面上的保护膜；将质子交换膜撕除保护膜的那面边缘与制得的边框进行贴合；对处于固定状态的贴合后的质子交换膜撕除保护膜的那面进行阳极的喷涂作业。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，制备质子交换膜和边框包括：将质子交换膜裁切成所需形状；将边框材料模切成所需尺寸。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：通过滚轴膜贴机将质子交换膜与边框进行贴合，滚轴膜贴机的滚轮压力为0.6Mpa...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲舒畅，姚颖方，吴聪萍，邹志刚，
申请(专利权)人：南京大学昆山创新研究院南京大学佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：