[发明专利]聚合物电解质燃料电池中的电极的制造方法和电极

权利要求书

1.一种用于燃料电池的聚合物电解质电极的制造方法，所述方法包括：

通过混合第一阳离子交换树脂、金属催化剂和溶剂形成第一混合物；

使所述第一混合物粉末化以制备包括涂覆有所述第一阳离子交换树脂的金属催化剂的第一催化剂粉末；

通过混合所述第一催化剂粉末、第二阳离子交换树脂和溶剂形成第二混合物；

使所述第二混合物粉末化以制备具有核和两层或更多层壳并且涂覆有所述第二阳离子交换树脂的催化剂粉末；

将具有核和两层或更多层壳的所述催化剂粉末与溶剂混合以制备催化剂浆料；以及

使用所述催化剂浆料涂覆以制备电极。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过在80℃至200℃的温度下使用喷雾干燥器使所述第一混合物粉末化并且使所述第二混合物粉末化。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一阳离子交换树脂或所述第二阳离子交换树脂选自由聚砜树脂、聚醚酮树脂、聚醚树脂、聚酯树脂、聚苯并咪唑树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯醚树脂和全氟磺酸树脂构成的组。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一阳离子交换树脂是具有750或更高的当量的聚砜树脂并且所述第二阳离子交换树脂是具有700或更低的当量的聚砜树脂。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属催化剂包括选自由铂、钯、铱、铑、金、银、钴和镍构成的组的元素。

6.根据权利要求1所述的方法，其中通过喷涂、棒式涂覆或夹缝式挤压涂覆在离型纸或电解质膜上直接地涂覆所述催化剂浆料来制备所述电极。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述离型纸包括选自由聚萘二甲酸乙二醇酯，即PEN、聚对苯二甲酸乙二醇酯，即PET、和聚四氟乙烯，即PTFE构成的组的膜。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过将所述电极转移到电解质膜并且热压来形成膜电极组件，即MEA。

9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述电极直接地涂覆在电解质膜上。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用搅拌器、分散器或超声波分散器来分散所述第一混合物，其中粉末化所述第一混合物包括使用喷雾干燥器来干燥分散的第一混合物。

11.一种通过根据权利要求1所述的方法制造的用于燃料电池的聚合物电解质电极。

12.一种用于燃料电池的聚合物电解质电极的制造方法，所述方法包括：

提供包括第一阳离子交换树脂、金属催化剂和溶剂的混合物的第一混合物；

利用所述第一阳离子交换树脂涂覆所述金属催化剂以制备第一催化剂粉末；

提供包括第一催化剂粉末、第二阳离子交换树脂和溶剂的混合物的第二混合物；

使所述第二混合物粉末化以制备具有核和两层或更多层壳并且涂覆有所述第二阳离子交换树脂的第二催化剂粉末，其中所述第二阳离子交换树脂的当量小于所述第一阳离子交换树脂的当量；

将所述第二催化剂粉末与溶剂混合以制备催化剂浆料；以及

使用所述催化剂浆料以制备电极。

13.根据权利要求12所述的方法，其中通过在80℃至200℃的温度下使用喷雾干燥器来涂覆所述第一催化剂粉末并且使所述第二混合物粉末化。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一阳离子交换树脂或所述第二阳离子交换树脂选自由聚砜树脂、聚醚酮树脂、聚醚树脂、聚酯树脂、聚苯并咪唑树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯醚树脂和全氟磺酸树脂构成的组。