[发明专利]注塑膜电极MEA及其加工方法

权利要求书

1.一种注塑膜电极MEA，其特征在于，包括碳纸、质子交换膜以及催化剂；

所述质子交换膜设置在2个所述碳纸之间；所述催化剂设置在质子交换膜与碳纸之间；

所述质子交换膜是由待加工质子交换膜修剪得到的；

所述待加工质子交换膜的尺寸大于加工完成后的所述注塑膜电极MEA的尺寸；

所述待加工质子交换膜包括凸出结构；设定数量的所述凸出结构构成所述待加工质子交换膜尺寸超出加工完成后的所述注塑膜电极MEA的尺寸的部分；

所述凸出结构包括梯形锯齿结构，且所述梯形锯齿结构中梯形的内侧底的长度大于外侧底的长度。

2.根据权利要求1所述的注塑膜电极MEA，其特征在于，加工完成前，所述注塑膜电极MEA的各个部分满足如下条件：

所述待加工质子交换膜有效工作区外边沿被硅胶覆盖；

所述碳纸和所述质子交换膜的断口被硅胶覆盖；

所述待加工质子交换膜的断口和两层碳纸的断口为错层，待加工质子交换膜断口伸出碳纸断口，即待加工质子交换膜将两层碳纸完全隔开。

3.根据权利要求2所述的注塑膜电极MEA，其特征在于，压制MEA用的边框两侧均设置有封闭性的凸起。

4.根据权利要求3所述的注塑膜电极MEA，其特征在于，所述压制MEA用的边框尺寸对应于待加工质子交换膜有效工作区外边沿；制造过程中模具合模时，所述压制MEA用的边框夹紧待加工质子交换膜有效工作区外边沿。

5.一种注塑膜电极MEA加工方法，其特征在于，能够制备得到权利要求1至4中任一项所述的注塑膜电极MEA，包括如下步骤：

步骤A、装配模具：

a1、按产品设计质子膜功能区尺寸要求后，边缘外扩一定尺寸，外扩部分不需要涂催化剂，外扩部分切出多个梯形孔；

a2、将两面覆有催化剂和碳纸的质子膜放置与MEA边框注塑模具中，质子膜外扩部分平摊在下模上，再合模，让上模压紧质子膜外扩部分；

步骤B、配胶：

b1、注塑用的胶体采用含有两个或两个以上的乙烯基的聚二有机基硅氧烷，分A、B组份，其中A组份含有机铂触媒，B组份含氢硅油；充分搅拌均匀后，常温下30分钟开始出现明显固化现象；

b2、搅拌后脱泡处理；

b3、取一定量准备浇注，取后需再次脱泡，这一步是注塑后没有气泡的一个关键步骤；

步骤C、浇注：

c1、将整个浇注系统至于真空中或对型腔进行真空负压处理；

c2、开始注塑让型腔充满；

步骤D、固化：

型腔充满后，进行固化；

步骤E、开模：

固化结束后打开模具，取出MEA；

步骤F、修剪：

修剪去多余的质子膜和浇口、冒口及飞边。

6.根据权利要求5所述的注塑膜电极MEA加工方法，其特征在于，固化温度范围为80-100℃；固化时间范围为5-10分钟。

7.根据权利要求5所述的注塑膜电极MEA加工方法，其特征在于：

加工过程中的相对湿度范围为40-50％；

脱泡后，取料注塑前，对所取的料要进行二次脱泡；

注塑前对型腔进行真空或负压处理。