[发明专利]一种自增湿质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法

权利要求书

1.一种自增湿质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，包括扩散层、催化剂层、质子交换膜，其特征在于：扩散层和催化剂层之间设置有恒湿层，所述膜电极制备过程包括：

1)将恒湿层料浆涂敷到扩散层一面，80-150℃下干燥1-2h，随后在300-380℃下烧结20-60min，使扩散层一面形成恒湿层；

2)将催化剂层料浆涂敷到过程1)中恒湿层表面或者将催化剂层料浆涂敷到质子交换膜两面，在50～130℃干燥5～60min，使恒湿层表面形成催化剂层或者质子交换膜两面形成催化剂层；

3)将没有涂敷催化剂层的质子交换膜夹在上下均为过程2)中涂敷到恒湿层的催化剂层之间，或者将两面涂敷有催化剂层的质子交换膜夹在上下均为过程1)中涂敷到扩散层的恒湿层表面之间，在温度80-130℃，时间1-5分钟，压力0.2-5Mpa下热压，取出后即为自增湿质子交换膜燃料电池膜电极；

其中恒湿层料浆由质量比为10∶1-5∶0.5-4∶50-100的石墨粉或碳粉∶粘合剂∶亲水性纤维∶分散剂搅拌而成；恒湿层料浆中：

石墨粉或者碳粉为导电石墨粉或者碳粉；

粘合剂为憎水性聚四氟乙烯、偏氟乙烯、氟化乙烯丙稀的一种或几种；

亲水性纤维为直径0.02～100μm、长度0.2-6mm的玻璃纤维、碳纤维、石英纤维或耐腐蚀金属纤维的一种或几种；

分散剂为水或有机溶剂醇、醚、酯的一种。

2.根据权利要求1所述的膜电极的制备方法，其特征在于：所述恒湿层的厚度为0.01-0.3mm。

3.根据权利要求1所述的膜电极的制备方法，其特征在于：所述扩散层为表面经过碳粉整平并经聚四氟乙烯处理的碳布、碳纸、碳纤维毡或者多孔石墨纸中一种；所述催化剂层料浆为质量比10∶2-5∶50-100的Pt或者碳载Pt催化剂∶质子交换树脂∶溶剂混合成的料浆；所述质子交换膜为厚度15-175μm的全氟型磺酸膜、复合膜或者非碳氟骨架质子交换膜。

4.根据权利要求1所述的膜电极的制备方法，其特征在于：用涂布法或印刷法将恒湿层料浆涂敷或者印刷到扩散层；用喷涂法或涂布法或印刷法将催化剂层料浆分散到恒湿层或者分散到质子交换膜两面。

5.根据权利要求1所述的膜电极的制备方法，其特征在于：作为分散剂的醇为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇或1-甲氧基2-丙醇中一种；醚为乙醚、石油醚中一种；酯为乙酸乙酯。