【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜电极，具体涉及一种膜电极及其生产方法与应用。
技术介绍
1、质子交换膜燃料电池以氢气或净化重整气为燃料，以空气或氧气为氧化剂，以离子导电聚合物为电解质，具有启动速度快、能量转换效率高、结构紧凑、环保等优点。膜电极是多相物质传输和电化学反应的场所，是质子交换膜燃料电池的关键核心组件，决定了质子交换膜燃料电池的性能、寿命和成本。
2、膜电极的制备方法包括热压法、ccm法和有序化膜电极法。其中，热压法采用热压方法，在质子交换膜的两侧压制涂覆有催化剂的阴极和阳极，进而得到膜电极，该方法工艺简单，有利于膜电极的气孔的形成。
3、相关技术中，在采用热压法制备膜电极过程中，通常是将涂布有催化层的基材进行裁切，裁切成所需要的图形之后再进行转印。然而，采用该方法制备膜电极，存在以下缺陷：耐热层在热压转印过程中易发生形变，导致活性物质层产生褶皱，使质子交换膜产生变形，影响转印效果；质子交换膜在转印过程中受力不均匀，有催化层的位置受力较大，没有催化层的位置受力较小，不同区域的膜的厚度不同(如图1所示)，易导致质子交换膜的机械稳定性下降，膜电极的寿命缩短。同时，不同形状的催化层，面积不同，在转印过程中需根据不同的面积频繁地更换转印压力，增加了转印工艺难度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种膜电极及其生产方法与应用，以解决现有技术中存在的耐热层在热压转印过程中易发生形变，导致活性物质层产生褶皱，使质子交换膜产生变形，影响转印效果；质子交换膜在转
2、在本申请的一些实施例中，本申请提供一种膜电极的生产方法，所述生产方法包括：
3、s1.将第一耐高温树脂膜层、第一耐热层、第二耐高温树脂膜层和阴极转印层依次堆叠；
4、s2.随后将质子交换膜叠放于所述阴极转印层上；
5、s3.接着在质子交换膜上依次叠放阳极转印层、第三耐高温树脂膜层、第二耐热层和第四耐高温树脂膜层，得到堆叠体；
6、s4.将所述堆叠体进行热压，随后将阴极转印层和阳极转印层自质子交换膜上剥离，即得所述膜电极。
7、在本申请的一些实施例中，步骤s1中，所述第一耐高温树脂膜层的材质包括聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚酰胺中的至少一种。
8、在本申请的一些实施例中，步骤s1中，所述第二耐高温树脂膜层材质包括聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚酰胺中的至少一种。
9、在本申请的一些实施例中，步骤s3中，所述第三耐高温树脂膜层材质包括聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚酰胺中的至少一种。
10、在本申请的一些实施例中，步骤s3中，所述第四耐高温树脂膜层材质包括聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚酰胺中的至少一种。
11、在本申请的一些实施例中，步骤s1中，所述第一耐热层的厚度为1-5mm，优选为1-3mm。
12、在本申请的一些实施例中，步骤s3中，所述第二耐热层的厚度为1-5mm，优选为1-3mm。
13、在本申请的一些实施例中，步骤s1中，所述第一耐热层的材质包括硅胶、橡胶或二者的混合物。
14、在本申请的一些实施例中，步骤s3中，所述第二耐热层的材质包括硅胶、橡胶或二者的混合物。
15、在本申请的一些实施例中，步骤s1中，所述阴极转印层由第一区域和第二区域拼接而成，所述第一区域由第一阴极转印基材制成，第二区域由表面附着有阴极活性物质层的第二阴极转印基材制成。
16、在本申请的一些实施例中，步骤s1中，所述阴极转印层由交替设置的若干第一区域和第二区域拼接而成。
17、在本申请的一些实施例中，步骤s1中，所述第一阴极转印基材包括聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚酰胺中的至少一种。
18、在本申请的一些实施例中，步骤s3中，所述阳极转印层由第三区域和第四区域拼接而成，所述第三区域由第一阳极转印基材制成，第四区域由表面附着有阳极活性物质层的第二阳极转印基材制成。
19、在本申请的一些实施例中，步骤s3中，所述阳极转印层包括交替设置的若干第三区域和第四区域。
20、在本申请的一些实施例中，步骤s3中，所述第一阳极转印基材包括聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚酰胺中的至少一种。
21、在本申请的一些实施例中，步骤s4中，所述热压的温度为135-175℃，热压的压力为3-10mpa，热压的时长为1-5min。
22、在本申请的一些实施例中，本申请还提供一种根据如上所述的生产方法制得的膜电极。在本申请的一些实施例中，本申请还提供一种燃料电池，所述燃料电池包括如上所述的膜电极。
23、本专利技术的有益效果：
24、本专利技术中，通过在第一耐热层和第二耐热层的上下两侧均增设耐高温树脂膜层，能够防止第一耐热层和第二耐热层在热压转印过程中发生形变导致活性物质层产生褶皱，进而改善转印效果。
25、本专利技术中，通过将第一耐热层和第二耐热层的厚度选定在特定范围内(1-5mm)，能够进一步解决生产过程中质子交换膜形变的问题。
26、本专利技术中，通过对非转印部位进行裁切，并在转印过程中进行填补，即通过固定转印面积，有效了避免的膜转印过程中受力不均匀的现象，避免了生产过程中质子交换膜形变的问题，提高了膜电极的寿命。
27、本专利技术的方法适用范围广，不同的面积的催化层也可采用相同的转印参数进行生产，无需根据不同的面积频繁地更换转印压力，便于实现工业化生产。
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1.一种膜电极的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：
2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一耐高温树脂膜层的材质包括聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚酰胺中的至少一种；
3.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一耐热层的厚度为1-5mm；
4.如权利要求3所述的生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一耐热层的厚度为1-3mm；
5.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述阴极转印层由第一区域和第二区域拼接而成，所述第一区域由第一阴极转印基材制成，第二区域由表面附着有阴极活性物质层的第二阴极转印基材制成。
6.如权利要求5所述生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述阴极转印层由交替设置的若干第一区域和第二区域拼接而成；
7.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S3中，所述阳极转印层由第三区域和第四区域拼接而成，所述第三区域由第一阳极转印基材制成，第四区域由表面附着有阳极活性物质层的第二阳极转印基材制成
8.如权利要求7所述的生产方法，其特征在于，步骤S3中，所述阳极转印层包括交替设置的若干第三区域和第四区域；
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的生产方法制得的膜电极。
10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括如权利要求9所述的膜电极。
...【技术特征摘要】
1.一种膜电极的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：
2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤s1中，所述第一耐高温树脂膜层的材质包括聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚酰胺中的至少一种；
3.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤s1中，所述第一耐热层的厚度为1-5mm；
4.如权利要求3所述的生产方法，其特征在于，步骤s1中，所述第一耐热层的厚度为1-3mm；
5.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤s1中，所述阴极转印层由第一区域和第二区域拼接而成，所述第一区域由第一阴极转印基材制成，第二区域由表面附着有阴极活性物质层的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓伟，请求不公布姓名，冯翌，周振声，
申请(专利权)人：苏州莒纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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