[发明专利]质子交换膜燃料电池的气体扩散层及其制备方法

权利要求书

1.质子交换膜燃料电池的气体扩散层，包括基底与微孔层，其特征在于：所述基底为多孔金属网，所述多孔金属网表面设有电镀层，所述多孔金属网孔径为0.076-0.4毫米，多孔金属网厚度为0.01-0.4毫米；所述微孔层由炭黑浆料涂覆于碳纤维织物表面，基底与微孔层重叠后通过压合为一体。

2.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的气体扩散层，其特征在于：所述多孔金属丝网为冲孔网、编织网、拉伸网、激光打孔网、线切割网、粉末冶金网、铸造网、注塑网、泡沫网中的一种。

3.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的气体扩散层，其特征在于：所述多孔金属网材质为钛、镍、不锈钢、金、银网、激光打孔钛板、镍板中的一种。

4.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的气体扩散层，其特征在于：所述电镀层表面为：镀碳、钛、氮化钛、氮化铬、碳氮化铬、金、黑锌、黑镍中的一种。

5.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的气体扩散层的制备方法，包括如下步骤：

（1）对多孔金属网表面进行表面处理；

（2）将炭黑、分散剂和亲水材料配制成分散均匀的浆料后，添加疏水剂、亲水材料、造孔剂、增稠剂将浆料制备成具有粘度的炭黑浆料；其中，所加物质重量比例为炭黑2～5：分散剂0.6 ～3：疏水剂0.35～3.5：亲水材料0.2～5：造孔剂0.2～5：增稠剂10～50；

其中炭黑为科琴黑、乙炔黑、卡博特XC-72R、珍珠黑、导电炭黑、石墨粉、石墨烯、碳纳米管、膨胀石墨中的一种或几种；

分散剂为聚乙二醇异辛基苯基醚、聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种；

疏水剂为聚四氟乙烯、偏聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯溶液中的一种或几种的混合溶液；

亲水材料为二氧化硅、氧化铝粉末、氧化铝纤维粉中的一种或多种混合；

造孔剂为氯化铵、碳酸氢铵、草酸铵中的一种或多种混合；

增稠剂为羟甲基纤维素钠、聚乙二醇中的一种或多种混合；

（3）将制备的炭黑浆料采用丝网印刷/刮涂方式制备在碳纤维织物上，烘干烧结制得微孔层；

（4）将烧结的微孔层与一层或多层处理后的多孔金属丝网叠合后，进行压制，制备出以金属丝网为基底的气体扩散层。

6.如权利要求5所述的质子交换膜燃料电池的气体扩散层的制备方法，其特征在于：其中步骤（3）中的碳纤维织物厚度为0.002－0.05毫米，微孔层制备厚度为0.03-0.15毫米，烧结温度为200℃-400℃。