一种电解水膜电极制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电解水膜电极，包括：所述第一极板和所述第二极板之间设置所述质子交换膜；所述质子交换膜的第一表面设置一所述第一保护层；所述质子交换膜的第二表面设置另一所述第一保护层；其中，所述第一表面和所述第二表面为相对表面；所述第一保护层上设置有第一开口，所述质子交换膜在所述第一保护层上的垂直投影覆盖所述第一开口；在所述第一保护层远离所述质子交换膜的表面设置所述扩散层，所述扩散层覆盖所述第一开口；其中，所述第一保护层的厚度小于所述质子交换膜的厚度。本实用新型专利技术提供一种电解水膜电极，保护质子交换膜在组装压合时受到损伤，降低质子交换膜结构损坏的概率，提高电极使用寿命。提高电极使用寿命。提高电极使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种电解水膜电极


[0001]本技术实施例涉及质子交换膜染料电池
，尤其涉及一种电解水膜电极。

技术介绍

[0002]膜电极(Membrane Electrode Assembly，MEA)是电解水发生反应的核心组件，其中间层为质子交换膜(Proton Exchange Membrane，PEM)，PEM电解槽通常由2～300节膜电极和双极板进行堆叠，为使得活性面积压力达到4MPa，组装所需的下压力需设置为80吨以上。
[0003]目前市场上所广泛使用的质子交换膜，其主要成分为全氟磺酸树脂，强度在40～80Mpa，典型的厚度在50～175微米。在进行双极板和膜电极堆叠组装时，双极板的厚度公差累积和组装力分布不均会导致部分区域压力升高，扩散层边缘和PEM为线接触，扩散层边缘和PEM的接触位置会产生一定的剪切应力，从而产生损伤导致PEM受损，降低膜电极使用寿命。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种电解水膜电极，保护质子交换膜在组装压合时受到损伤，降低质子交换膜结构损坏的概率，提高电极使用寿命。
[0005]本技术实施例提供一种电解水膜电极，包括：第一极板、第二极板、质子交换膜、扩散层和第一保护层；
[0006]所述第一极板和所述第二极板之间设置所述质子交换膜；所述质子交换膜的第一表面设置一所述第一保护层；所述质子交换膜的第二表面设置另一所述第一保护层；其中，所述第一表面和所述第二表面为相对表面；
[0007]所述第一保护层上设置有第一开口，所述质子交换膜在所述第一保护层上的垂直投影覆盖所述第一开口；在所述第一保护层远离所述质子交换膜的表面设置所述扩散层，所述扩散层覆盖所述第一开口；其中，所述第一保护层的厚度小于所述质子交换膜的厚度。
[0008]可选的，所述第一保护层的厚度小于或等于所述质子交换膜的厚度的二分之一。
[0009]可选的，所述的电解水膜电极，还包括：第一极催化剂层和第二极催化剂层；
[0010]所述第一极催化剂层设置在所述第一表面上的所述第一开口内，与所述质子交换膜接触；所述第二极催化剂层设置在所述第二表面上的所述第一开口内，与所述质子交换膜接触；其中，所述第一极催化剂层为阳极催化剂层或阴极催化剂层；所述第二极催化剂层为阴极催化剂层或阳极催化剂层。
[0011]可选的，所述的电解水膜电极，还包括第二保护层；在所述第一保护层远离所述质子交换膜的表面设置所述第二保护层；所述第二保护层围绕所述扩散层设置。
[0012]可选的，所述第一保护层的边缘在所述第二保护层上的垂直投影与所述第二保护层的边缘重合。
[0013]可选的，所述第一保护层和所述第二保护层上还设置有定位孔，所述第一保护层的定位孔在所述第二保护层上的垂直投影，与所述第二保护层的定位孔重合。
[0014]可选的，所述的电解水膜电极，还包括粘结层，所述粘结层分别设置在所述第一保护层靠近所述质子交换膜的表面上；及设置在所述第二保护层靠近所述质子交换膜的表面上。
[0015]可选的，所述第一保护层和所述粘结层的总厚度小于或等于质子交换膜的厚度。
[0016]可选的，所述的电解水膜电极，还包括，密封胶圈，所述第一极板和所述第二极板在靠近所述质子交换膜的表面上，设置有通气凹槽和密封凹槽；所述密封凹槽内放置所述密封胶圈，所述第二保护层在所述第一极板和所述第二极板上的垂直投影覆盖所述密封凹槽；所述扩散层在所述第一极板或第二极板上的垂直投影覆盖所述通气凹槽。
[0017]可选的，所述密封胶圈被压缩后的高度等于所述密封凹槽在厚度方向上的高度。
[0018]可选的，所述第一极板的所述通气凹槽和所述密封凹槽，与所述第二极板的所述通气凹槽和所述密封凹槽关于所述质子交换膜对称分布。
[0019]可选的，所述的电解水膜电极，还包括填充层；
[0020]所述填充层与所述质子交换膜同层设置，其中所述质子交换膜在所述扩散层上的垂直投影至少覆盖所述扩散层；所述质子交换膜部分与所述第一保护层接触；所述填充层填充于所述第一保护层之间；其中，所述填充层与所述质子交换膜厚度相同。
[0021]本技术实施例的技术方案在质子交换膜的相对面上分别设置第一保护层，通过在第一保护层上设置第一开口，漏出质子交换膜的活性区域，在第一保护层上设置扩散层，扩散层的尺寸大于第一开口的尺寸，并且扩散层的边缘与第一保护层接触，因此，电解水膜电极在组装中，较大的剪切应力施加在第一保护层上，从而保护质子交换膜，避免受到损伤，同时，第一保护层的总厚度小于质子交换膜的厚度，从而减少第一保护层与质子交换膜接触部分的高度差，在将第一保护层贴合在质子交换膜上时，第一保护层压入质子交换膜的深度较浅，因此降低质子交换膜结构损坏的概率。
附图说明
[0022]图1为本技术实施例提供的一种电解水膜电极的结构示意图。
[0023]图2为本技术实施例提供的一种电解水膜电极部分的展开结构示意图。
[0024]图3为本技术实施例提供的一种第一保护层的厚度关系的示意图。
[0025]图4为本技术实施例提供的又一种第一保护层的厚度关系的示意图。
[0026]图5为本技术实施例提供的又一种电解水膜电极部分的展开结构示意图。
[0027]图6为本技术实施例提供的一种电解水膜电极未压合时的结构示意图。
[0028]图7为本技术实施例提供的又一种电解水膜电极的结构部分示意图。
具体实施方式
[0029]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于
本技术保护的范围。
[0030]图1为本技术实施例提供的一种电解水膜电极的结构示意图，图2为本技术实施例提供的一种电解水膜电极部分的展开结构示意图，参见图1和图2，包括：第一极板110、第二极板120、质子交换膜130、扩散层140和第一保护层150；
[0031]第一极板110和第二极板120之间设置质子交换膜130；质子交换膜130的第一表面设置一第一保护层150；质子交换膜130的第二表面设置另一第一保护层150；其中，第一表面和第二表面为相对表面；
[0032]第一保护层150上设置有第一开口151，质子交换膜130在第一保护层150上的垂直投影覆盖第一开口151；在第一保护层150远离质子交换膜130的表面设置扩散层140，扩散层140覆盖第一开口151；其中，第一保护层150的厚度小于质子交换膜130的厚度。
[0033]具体的，第一极板110、第二极板120、扩散层140和第一保护层150关于质子交换膜130对称排布，形成第一极板11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解水膜电极，其特征在于，包括：第一极板、第二极板、质子交换膜、扩散层和第一保护层；所述第一极板和所述第二极板之间设置所述质子交换膜；所述质子交换膜的第一表面设置一所述第一保护层；所述质子交换膜的第二表面设置另一所述第一保护层；其中，所述第一表面和所述第二表面为相对表面；所述第一保护层上设置有第一开口，所述质子交换膜在所述第一保护层上的垂直投影覆盖所述第一开口；在所述第一保护层远离所述质子交换膜的表面设置所述扩散层，所述扩散层覆盖所述第一开口；其中，所述第一保护层的厚度小于所述质子交换膜的厚度。2.根据权利要求1所述的电解水膜电极，其特征在于，所述第一保护层的厚度小于或等于所述质子交换膜的厚度的二分之一。3.根据权利要求1所述的电解水膜电极，其特征在于，还包括：第一极催化剂层和第二极催化剂层；所述第一极催化剂层设置在所述第一表面上的所述第一开口内，与所述质子交换膜接触；所述第二极催化剂层设置在所述第二表面上的所述第一开口内，与所述质子交换膜接触；其中，所述第一极催化剂层为阳极催化剂层或阴极催化剂层；所述第二极催化剂层为阴极催化剂层或阳极催化剂层。4.根据权利要求1所述的电解水膜电极，其特征在于，还包括第二保护层；在所述第一保护层远离所述质子交换膜的表面设置所述第二保护层；所述第二保护层围绕所述扩散层设置。5.根据权利要求4所述的电解水膜电极，其特征在于，所述第一保护层的边缘在所述第二保护层上的垂直投影与所述第二保护层的边缘重合。6.根据权利要求4所述的电解水膜电极，其特征在于，所述第一保...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊帆，庞森，
申请(专利权)人：阳光氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：