[发明专利]质子交换膜燃料电池电极和质子交换膜燃料电池的制备方法

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池电极的制备方法，包括：

a)、将支撑层置于底板表面抽负压固定；

b)、采用超声喷涂将催化剂浆料在载气的载流作用下喷涂于所述支撑层表面；

c)、干燥；

d)、热处理，得到质子交换膜燃料电池电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂浆料为阳极催化剂浆料，其按照如下方法制备：

S01)、将阳极催化剂与去离子水混合后超声波搅拌，所述阳极催化剂和去离子水的质量体积比按g/ml计为1∶(5～10)，得到阳极催化剂初料；

S02)、向所述阳极催化剂初料加入混合溶剂、聚四氟乙烯乳液和全氟磺酸树脂溶液后超声波搅拌，得到阳极催化剂浆料；所述混合溶剂包括体积比为1∶(1～10)的低级醇和去离子水，所述混合溶剂与阳极催化剂的质量体积比按g/ml计为1∶(20～100)；所述聚四氟乙烯占阳极催化剂、聚四氟乙烯和全氟磺酸树脂总重量的5wt％～30wt％；所述全氟磺酸树脂占阳极催化剂、聚四氟乙烯和全氟磺酸树脂总重量的5wt％～25wt％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂浆料为阴极催化剂浆料，其按照如下方法制备：

S11)、将阴极催化剂与去离子水混合后超声波搅拌，所述阴极催化剂和去离子水的质量体积比按g/ml计为1∶(5～10)，得到阴极催化剂初料；

S12)、向所述阴极催化剂初料加入混合溶剂和聚四氟乙烯乳液后超声搅拌，所述混合溶剂包括体积比为1∶(1～10)的低级醇和去离子水，所述混合溶剂与阴极催化剂的质量体积比按g/ml计为1∶(20～100)，得到阴极催化剂浆料，所述聚四氟乙烯占阴极催化剂和聚四氟乙烯总重量的5wt％～30wt％；

步骤d之后还包括：

e)、将步骤d得到的交换膜燃料电池电极置于底板表面抽负压固定，然后采用超声喷涂将全氟磺酸树脂溶液在载气的载流作用下喷涂于所述电极表面，干燥，所述全氟磺酸树脂占阴极催化剂和聚四氟乙烯总重量的5wt％～25wt％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述支撑层为碳纸、碳布或聚四氟乙烯薄膜。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述载气为惰性气体。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂的温度为25℃～60℃。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的时间为30min～90min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为60℃～340℃，时间为20min～60min。

9.一种质子交换膜燃料电池的制备方法，包括：

将阴极支撑层置于底板表面抽负压固定；采用超声喷涂将阴极催化剂浆料在载气的载流作用下喷涂于所述支撑层表面；干燥，热处理，得到阴极电极；

将阳极支撑层置于底板表面抽负压固定；采用超声喷涂将阳极催化剂浆料在载气的载流作用下喷涂于所述支撑层表面；干燥，热处理，得到阳极电极；

将所述阴极电极、质子交换膜和阳极电极依次固定，得到质子交换膜燃料电池。