【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，具体涉及一种燃料电池膜电极及其制备方法。
技术介绍
1、膜电极是燃料电池的核心部件，其性能优劣直接关联到燃料电池堆的输出性能。膜电极常规组成包含最中心的质子交换膜、质子交换膜两侧的阴阳极催化层、起到密封与支撑作用的边框以及最外两侧的气体扩散层。
2、使用狭缝直涂法制备三合一膜电极时，需要在转印基质上涂布催化剂涂层，根据催化剂涂层尺寸要求不同需要配合不同的模头垫片，对应的工艺参数常常需要调整，工艺繁琐，直接进行转印时，会在质子交换膜表面留下严重压痕，通过该种方法得到的三合一膜电极电性能、气密性较差、寿命较短。
3、因此，亟需一种气密性较好、持续耐用的燃料电池膜电极。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有的燃料电池膜电极气密性较差、制备过程繁杂、催化层利用率不高的缺陷。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种燃料电池膜电极的制备方法，至少包含以下步骤：
3、步骤s1，分别制备阳极催化剂浆料和阴极催化剂浆料，将所述阳极催化剂浆料和阴极催化剂浆料分别涂覆在不同的转印基质上，得到阳极催化层转印膜和阴极催化层转印膜；
4、步骤s2，将所述阳极催化层转印膜和阴极催化层转印膜冲裁成预设尺寸；
5、步骤s3，在第一碳板上放置第一缓冲层，在所述第一缓冲层上放置镂空的第一保护膜，将冲裁后的阳极催化层转印膜放置于第一保护膜的镂空部分，在第一保护膜上放置质子交换膜，在质子交换膜上放置镂空的第二保护膜，
6、步骤s4，热压转印，冷却后移除第一碳板、第一缓冲层、第一保护膜、第二保护膜、第二缓冲层、第二碳板，揭去阳极催化层转印膜的转印基质和阴极催化层转印膜的转印基质，得到三合一燃料电池膜电极。
7、较佳地，所述第一保护膜的镂空部分的尺寸与所述阳极催化层转印膜的尺寸相同，所述第二保护膜的镂空部分的尺寸与所述阴极催化层转印膜的尺寸相同。
8、较佳地，所述第一保护膜的尺寸与所述质子交换膜的尺寸相同。
9、较佳地，所述阳极催化层转印膜的催化层面朝向所述质子交换膜，所述阴极催化层转印膜的催化层面朝向所述质子交换膜。
10、较佳地，步骤s2中，所述预设尺寸是指与所述三合一燃料电池膜电极的活性区尺寸相同的尺寸。
11、较佳地，所述预设尺寸的大小为25cm2～400cm2。
12、较佳地，所述第一缓冲层和第二缓冲层的材质选自硅胶、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、乙丙橡胶。
13、较佳地，在所述三合一燃料电池膜电极的上下两侧各自附上边框，得到五合一膜电极。
14、较佳地，在所述五合一燃料电池膜电极的上下两侧贴上气体扩散层，得到七合一燃料电池膜电极。
15、本专利技术还提供了一种燃料电池膜电极，所述燃料电池膜电极由上述所述的制备方法制备得到。
16、本专利技术的有益效果：
17、(1)本专利技术根据所需要的燃料电池膜电极的活性区尺寸大小，将阳极催化层转印膜和阴极催化层转印膜冲裁成与之相同的尺寸，再进行热压转印，避免了传统工艺中进行垫片的更换，故无需调整对应的工艺参数，降低了狭缝直涂工艺的繁杂度；无需制备成全涂膜，提高了催化层的利用率，降低了燃料电池膜电极的制造成本。
18、(2)阳极侧保护膜、阴极侧保护膜的外边缘尺寸与质子交换膜的外边缘尺寸一致，阳极侧保护膜、阴极侧保护膜的中心镂空部分的尺寸与冲裁好的阳极催化层转印膜和阴极催化层转印膜的尺寸一致，可以起到燃料电池膜电极活性区精准定位的作用。
19、(3)增设硅胶垫作为缓冲层，避免了质子交换膜活性区与空白区边界出现压痕，进而避免了对质子交换膜产生损伤，保护燃料电池膜电极的气密性与耐久性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，至少包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护膜的镂空部分的尺寸与所述阳极催化层转印膜的尺寸相同，所述第二保护膜的镂空部分的尺寸与所述阴极催化层转印膜的尺寸相同。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护膜的尺寸与所述质子交换膜的尺寸相同。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阳极催化层转印膜的催化层面朝向所述质子交换膜，所述阴极催化层转印膜的催化层面朝向所述质子交换膜。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述预设尺寸是指与所述三合一燃料电池膜电极的活性区尺寸相同的尺寸。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述预设尺寸的大小为25cm2～400cm2。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一缓冲层和第二缓冲层的材质选自硅胶、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、乙丙橡胶。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述三合一燃料电池膜电极的上下两侧各自附上边框，
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述五合一燃料电池膜电极的上下两侧贴上气体扩散层，得到七合一燃料电池膜电极。
10.一种燃料电池膜电极，其特征在于，所述燃料电池膜电极由权利要求1～9中任意一项所述的制备方法制备得到。
...【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，至少包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护膜的镂空部分的尺寸与所述阳极催化层转印膜的尺寸相同，所述第二保护膜的镂空部分的尺寸与所述阴极催化层转印膜的尺寸相同。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护膜的尺寸与所述质子交换膜的尺寸相同。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阳极催化层转印膜的催化层面朝向所述质子交换膜，所述阴极催化层转印膜的催化层面朝向所述质子交换膜。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述预设尺寸是指与所述三合一燃料电池膜电极的活性区...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐茜茜，贺阳，孙毅，李庆福，王涛，孙丽君，覃雄，王燊，
申请(专利权)人：航天氢能上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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