一种质子交换膜水电解电池制造技术

本实用新型专利技术提供一种质子交换膜水电解电池包括依次设置的阳极双极板、阳极多孔传输层、质子交换膜、阴极多孔传输层及阴极双极板，质子交换膜的阳极侧和阴极侧均设置有催化剂涂层，阳极多孔传输层和阴极多孔传输层均包括依次设置的拉伸钛网、编织钛网及钛纤维毡，拉伸钛网临近双极板设置，钛纤维毡临近质子交换膜设置，编织钛网位于拉伸钛网和钛纤维毡之间，在力学方面，编织钛网具有弹性，且钛纤维毡的强度大于编织钛网的强度，拉伸钛网的强度又大于钛纤维毡的强度，本申请通过将阳极多孔传输层和阴极多孔传输层设置为三层结构，提高了自身的机械性能和水气质量传输性能，还使得催化剂涂层不易损坏，进而提高了质子交换膜水电解电池的性能和寿命。解电池的性能和寿命。解电池的性能和寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜水电解电池


[0001]本技术涉及电池的多孔传输层
，特别涉及一种质子交换膜水电解电池。

技术介绍

[0002]质子交换膜水电解电池包括双极板、多孔传输层、催化层和质子交换膜。多孔传输层通常用于机械的支撑着催化剂和质子交换膜，收集和传导分配电流，并且使反应物和产物能够在催化剂涂层间进行质量传输。常规情况下，质子交换膜水电解电池使用单层多孔传输层进行组装，使用单层多孔传输层的缺点在于水气质量传输不好，机械性能差，容易破坏催化剂涂层，导致质子交换膜水电解电池的性能和寿命降低。

技术实现思路

[0003]基于此，本技术的主要目的是提供一种水气质量传输好，且不易破坏催化剂涂层的质子交换膜水电解电池。
[0004]为实现上述目的，本技术提供一种质子交换膜水电解电池，包括依次设置的阳极双极板、阳极多孔传输层、质子交换膜、阴极多孔传输层及阴极双极板：
[0005]所述质子交换膜的阳极侧和阴极侧均设置有催化剂涂层；
[0006]所述阳极多孔传输层和阴极多孔传输层均包括三层结构，三层结构为依次设置的拉伸钛网、编织钛网及钛纤维毡，所述阳极多孔传输层的所述拉伸钛网临近所述阳极双极板设置，所述阳极多孔传输层的所述钛纤维毡设置于所述质子交换膜的阳极侧，所述阳极多孔传输层的所述编织钛网位于所述阳极多孔传输层的所述拉伸钛网和所述钛纤维毡之间，所述阴极多孔传输层的所述拉伸钛网临近所述阴极双极板设置，所述阴极多孔传输层的所述钛纤维毡设置于所述质子交换膜的阴极侧，所述阴极多孔传输层的所述编织钛网位于所述阴极多孔传输层的所述拉伸钛网和所述钛纤维毡之间；
[0007]所述编织钛网具有弹性；所述钛纤维毡的强度大于所述编织钛网，所述拉伸钛网的强度又大于所述钛纤维毡。
[0008]优选地，所述拉伸钛网的厚度为0.5
‑
1.2mm，所述编织钛网的厚度为0.1
‑
0.5mm，所述钛纤维毡的厚度为0.2
‑
0.6mm。
[0009]优选地，所述拉伸钛网的网孔为菱形孔或大致菱形孔，所述拉伸钛网的网孔的孔径为(a～b)
×
(c～d)mm，所述编织钛网的网孔为菱形孔或大致菱形孔，所述编织钛网的网孔的孔径为(A～B)
×
(C～D)mm，所述钛纤维毡的孔为圆孔或大致圆孔，所述钛纤维毡的孔的孔径为20
‑
50μm。
[0010]优选地，所述质子交换膜的阳极侧的催化剂涂层为氧化铱涂层，所述质子交换膜的阴极侧的催化剂涂层为铂碳涂层。
[0011]优选地，所述催化剂涂层由催化剂涂覆在所述质子交换膜的两侧形成。
[0012]优选地，钛纤维毡的孔隙率为60％
‑
70％。
[0013]优选地，所述质子交换膜水电解电池还包括阳极端板、阴极端板及固定件，所述阳极端板位于所述阳极双极板远离所述阳极多孔传输层的一侧，所述阴极端板位于所述阴极双极板远离所述阴极多孔传输层的一侧，所述固定件用于实现所述阳极端板和所述阴极端板之间的固定。
[0014]优选地，所述固定件为螺丝或螺栓，所述固定件依次穿过所述阳极端板和所述阴极端板，以实现所述阳极端板和所述阴极端板之间的固定。
[0015]本技术技术方案的优点：本申请的阳极多孔传输层和阴极多孔传输层均包括三层结构，三层结构为依次设置的拉伸钛网、编织钛网及钛纤维毡，拉伸钛网的强度较硬，从而拉伸钛网在阳极多孔传输层或阴极多孔传输层中作为支撑，从而使得阳极多孔传输层和阴极多孔传输层的机械性能可靠；编织钛网强度较软，且具有弹性，从而编织钛网在阳极多孔传输层或阴极多孔传输层中起能够到对整个电池的缓冲保护作用，此外，编织钛网还提供了水气横向移动，提高了质量传递效率，有利于水气排除电池体外；钛纤维毡强度适中，避免钛纤维毡强度较低，被过度压缩，而导致水气传输困难，此外，钛纤维毡相对于拉伸钛网和编织钛网更加平滑平整，从而钛纤维毡直接与催化剂涂层接触时，不易损坏催化剂涂层；本申请通过将阳极多孔传输层和阴极多孔传输层设置为三层结构，提高了自身的机械性能和水气质量传输性能，还使得催化剂涂层不易损坏，进而提高了质子交换膜水电解电池的性能和寿命。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的装置获得其他的附图。
[0017]图1为一实施例的质子交换膜水电解电池的结构示意图；
[0018]图2为一实施例的阳极多孔传输层(或阴极多孔传输层)的结构示意图；
[0019]图3为本申请的质子交换膜水电解电池与单层质子交换膜组装成的质子交换膜水电解电池的性能对比图；
[0020]图4为本申请的质子交换膜水电解电池与单层质子交换膜组装成的质子交换膜水电解电池的寿命对比图。
[0021]其中，100.阳极双极板；200.阳极多孔传输层；210.拉伸钛网；220.编织钛网；230.钛纤维毡；300.质子交换膜；400.阴极多孔传输层；500.阴极双极板；600.催化剂涂层；700.阳极端板；800.阴极端板。
[0022]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0023]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，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，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。
[0024]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0025]如图1
‑
2所示，一种质子交换膜水电解电池包括依次设置的阳极双极板100、阳极多孔传输层200、质子交换膜300、阴极多孔传输层400及阴极双极板500，质子交换膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜水电解电池，其特征在于，包括依次设置的阳极双极板、阳极多孔传输层、质子交换膜、阴极多孔传输层及阴极双极板：所述质子交换膜的阳极侧和阴极侧均设置有催化剂涂层；所述阳极多孔传输层和阴极多孔传输层均包括三层结构，三层结构为依次设置的拉伸钛网、编织钛网及钛纤维毡，所述阳极多孔传输层的所述拉伸钛网临近所述阳极双极板设置，所述阳极多孔传输层的所述钛纤维毡设置于所述质子交换膜的阳极侧，所述阳极多孔传输层的所述编织钛网位于所述阳极多孔传输层的所述拉伸钛网和所述钛纤维毡之间，所述阴极多孔传输层的所述拉伸钛网临近所述阴极双极板设置，所述阴极多孔传输层的所述钛纤维毡设置于所述质子交换膜的阴极侧，所述阴极多孔传输层的所述编织钛网位于所述阴极多孔传输层的所述拉伸钛网和所述钛纤维毡之间；所述编织钛网具有弹性；所述钛纤维毡的强度大于所述编织钛网，所述拉伸钛网的强度又大于所述钛纤维毡。2.如权利要求1所述的质子交换膜水电解电池，其特征在于，所述拉伸钛网的厚度为0.5
‑
1.2mm，所述编织钛网的厚度为0.1
‑
0.5mm，所述钛纤维毡的厚度为0.2
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0.6mm。3.如权利要求1所述的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓通，徐少轶，樊建涛，李辉，
申请(专利权)人：氢辉能源深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：