[发明专利]聚合物电解质燃料电池及其制造方法

权利要求书

1.一种聚合物电解质燃料电池，包括离子交换膜和隔着离子交换膜相互面对面的阳极和阴极，其特征在于，所述的阴极包含离子交换树脂和电极催化剂，所述的电极催化剂含有沉积在碳支撑物上的铂或铂合金，由X射线衍射数据计算得到所述碳支撑物的平均(002)点阵间距d₀₀₂为0.340-0.362，X射线衍射数据计算得到微晶尺寸L_c为0.6-4nm，比表面为260-800m²/g。

2.如权利要求1所述的聚合物电解质燃料电池，其特征在于，所述的铂或铂合金的支撑量为电极催化剂总质量的10-65％。

3.如权利要求1所述的聚合物电解质燃料电池，其特征在于，所述的离子交换树脂和离子交换膜是由带磺酸基团的全氟化碳聚合物制成的。

4.如权利要求1所述的聚合物电解质燃料电池，其特征在于，所述的离子交换树脂是由带磺酸基团的全氟化碳聚合物制成的，所述的电极催化剂的含量占离子交换树脂和电极催化剂总质量的50-80％，且电极催化剂所含铂或铂合金的量占电极催化剂总质量的52-80％。

5.如权利要求3或4所述的聚合物电解质燃料电池，其特征在于，所述的全氟化碳聚合物的离子交换容量为1.0-1.5meg/g干树脂。

6.如权利要求4或5所述的聚合物电解质燃料电池，其特征在于，在阴极距电解质膜表面沿厚度方向的10μm区域中，存在的电极催化剂的量占全氟化碳聚合物和电极催化剂总质量的50-80％。

7.如权利要求1-4任一所述的聚合物电解质燃料电池，其特征在于，所述的铂合金是铂与选自以下至少一种金属制成的合金：钌、铑、钯、锇、铱、黄金、银、铬、铁、钛、锰、钴、镍、钼、钨、铝、硅、锌和锡。

8.一种制造聚合物电解质燃料电池的方法，所述的电池包括离子交换膜和隔着离子交换膜相互面对面的阴极和阳极，其特征在于，所述的阴极包括离子交换膜和电极催化剂，所述的电极催化剂是将比表面至少为300m²/g的碳黑或活性碳在1,000-2,200℃温度进行热处理，然后以如此得到的碳材料为支撑物支撑铂或铂合金而得到的。

9，如权利要求8所述的制造聚合物电解质燃料电池的方法，其特征在于，由X射线衍射数据计算，所述的碳材料的平均(002)点阵间距d₀₀₂为0.340-0.362nm。

10.如权利要求8或9所述的制造聚合物电解质燃料电池的方法，其特征在于，由X射线衍射数据计算，所述的碳材料的微晶尺寸L_c为0.6-4nm，比表面为260-800m²/g。

11.如权利要求8-10任一所述的制造聚合物电解质燃料电池的方法，其特征在于，所述的离子交换树脂是由带磺酸基团的全氟化碳聚合物制成的，电极催化剂所含铂或铂合金的量占电极催化剂总质量的52-80％，且制备的阴极中电极催化剂的含量占离子交换树脂和电极催化剂总质量的50-80％。