[发明专利]用于制造燃料电池的电极的方法以及由此制造的电极

说明书

本发明涉及一种用于制造燃料电池的电极的方法以及由此制造的电极。用于制造燃料电池的电极的方法包括：混合步骤，通过混合碳载体、金属催化剂、粘合剂和第一分散溶剂，产生第一混合溶液；干燥步骤，通过干燥第一混合溶液产生第一混合溶液干燥体；热处理步骤，加热第一混合溶液干燥体；第二混合溶液生产步骤，通过在第二分散溶剂中溶解经热处理的第一混合溶液干燥体，产生第二混合溶液；以及离型纸涂覆步骤，通过将第二混合溶液涂覆在离型纸上，并且然后干燥第二混合溶液，而产生电极。

相关申请的引证

本申请要求于2016年7月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0092799号的优先权的权益，其全部公开内容通过引用结合在本文中。

技术领域

本公开涉及一种用于制造燃料电池的电极的方法及由此制造的电极，并且更具体地，涉及通过使粘合剂和金属催化剂在浆料中一起流动而具有改进的浆料分散性和稳定性的相应方法和电极。

背景技术

总体来说，如图1所示，在氢燃料电池汽车中使用的燃料电池的膜电极组件(MEA)由两个电极(正极和负极)1和1'以及插入在电极1和1'之间的电解质膜2组成，并且膜电极组件(MEA)被称为具有三层结构的膜电极组件。

当将气体扩散层('GDL')(未示出)共轭到如上所述的膜电极组件的电极1和1'上时，生产出具有五层结构的膜电极组件。

这里，电极1和1'由生成电子的金属催化剂和承载金属催化剂并使电子移动的载体组成。碳可以用作载体的材料。

在这种情况下，为了制造电极1和1'，通过使用作为载体的碳、生成电子的金属催化剂、以及粘合剂(离子聚合物)，将组分彼此混合，制成用于燃料电池的浆料。

图2示出了现有技术中的燃料电池的浆料，并且现有技术中的燃料电池的浆料处于通过混合使承载在碳载体上的金属催化剂3由粘合剂4包围的状态。

然而，如图2所示，出现其中金属催化剂3周围不存在粘合剂4的区域V，导致抵抗金属催化剂3的电子转移的阻力增加，并且因此，可能存在的问题在于电极的效率降低。

由于包含在如上所述制备的浆料中的粘合剂4流动，浆料的粘度发生变化，并且存在浆料的粘度变化可能充当可以降低浆料的分散性和稳定性的因素的担忧。

发明内容

本公开已致力于提供一种用于制造燃料电池的电极的方法，其可以通过去除在浆料的金属催化剂周围中不存在粘合剂的区域并且减小粘合剂的流动性来提高用于燃料电池的浆料的分散性和稳定性，以及由此制造的电极的配置。

本公开的示例性实施方式公开了用于制造燃料电池的电极的方法，该方法包括：混合步骤，通过混合碳载体、金属催化剂、粘合剂和第一分散溶剂产生第一混合溶液；干燥步骤，通过干燥第一混合溶液产生第一混合溶液干燥体；热处理步骤，向第一混合溶液干燥体加热；第二混合溶液生产步骤，通过在第二分散溶剂中溶解经热处理的第一混合溶液干燥体，产生第二混合溶液；以及离型纸涂覆步骤，通过将第二混合溶液涂覆在离型纸上，并然后干燥第二混合溶液而产生电极。

用于制造根据本公开的具有上述配置的燃料电池的电极的方法以及由此制造的电极，通过在制备用于燃料电池的浆料时应用混合并干燥粘合剂和金属催化剂的工艺以创建粘合剂固定在金属催化剂周围并减小抵抗金属催化剂的电子转移的阻力的状态，来呈现提高电极的效率的效果。

本公开描述了通过使粘合剂和金属催化剂在浆料中一起流动而提高浆料的分散性和稳定性的效果。

附图说明

图1是根据现有技术的用于燃料电池的总体膜电极组件的配置视图。

图2是示出根据现有技术的用于燃料电池的浆料的视图。

图3是示出了根据本公开的示例性实施方式的用于燃料电池的浆料的视图。