[发明专利]一种燃料电池高均匀性CCM连续涂布工艺在审
| 申请号: | 202111473163.8 | 申请日: | 2021-12-03 |
| 公开(公告)号: | CN114204052A | 公开(公告)日: | 2022-03-18 |
| 发明(设计)人: | 郝金凯;张洪杰;邵志刚 | 申请(专利权)人: | 中国科学院大连化学物理研究所 |
| 主分类号: | H01M4/88 | 分类号: | H01M4/88;H01M8/1004;B01D29/03;B01D29/76;B05D7/04;B05D7/24 |
| 代理公司: | 大连东方专利代理有限责任公司 21212 | 代理人: | 张玉莹;李馨 |
| 地址: | 116000 辽宁*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 一种 燃料电池 均匀 ccm 连续 工艺 | ||
1.一种燃料电池CCM制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、制备阳极催化剂浆料和阴极催化剂浆料;所述阳极催化剂浆料包括质量比为1∶5-10∶80-100的催化剂、粘结剂和分散剂;所述阴极催化剂浆料包括质量比为1∶5-10∶2-6∶30-50的催化剂、粘结剂、增稠剂和分散剂;
步骤二、先将阳极催化剂浆料涂布于质子交换膜的A面,烘干后制成CCM的阳极侧,再将阴极催化剂浆料经过碾磨后,涂布于质子交换膜的B面,烘干后作为阴极侧,得到所述燃料电池CCM;
其中,阳极催化剂浆料的烘干方式为:先烘干为凝胶态,再进行热压;所述凝胶态是溶剂含量为1-50wt%的状态。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺,其特征在于:所述阴极催化剂浆料和阳极催化剂浆料中的催化剂均为40-70wt%的Pt/C。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺,其特征在于:所述粘结剂为5-10wt%的全氟磺酸树脂溶液;所述增稠剂为丙三醇、乙二醇、乙酸乙酯其中一种或多种;所述分散剂为乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺,其特征在于:所述涂布工艺为:涂布速度5-10m/min,涂布湿厚200-500μm。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺,其特征在于:步骤二中,所述阳极催化剂浆料通过烘道烘干为凝胶态,烘道长度为3-6m,烘道温度为40-80℃,热压温度为60-90℃,所述阳极催化剂浆料烘干后的热压压力为5-10MPa;所述阴极催化剂浆料的烘干方式为隧道烘干;隧道烘箱长度为8-15m,隧道温度为40-80℃。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺,其特征在于:所述阴极催化剂浆料的碾磨处理在浆料缓冲区进行,所述浆料缓冲区包括硬质管道,所述硬质管道的进料端与阴极催化剂浆料供料系统的出料端连通,所述硬质管道的出料端与卷对卷涂布设备中的涂布模头连通,所述硬质管道内沿浆料的流动方向依次设有可转动的制动筛板、与制动筛板抵触的静筛板、转动叶片组以及弧形筛板,所述转动叶片组可将积留在弧形筛板上的浆料刮除并运送至静筛板和制动筛板处。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池CCM制备工艺,其特征在于:所述制动筛板为转动设置在硬质管道内的桶件,所述桶件靠近静筛板的一端面为滤孔端,所述滤孔端呈外凸式与静筛板抵触。
8.根据权利要求6所述的一种燃料电池CCM制备工艺,其特征在于:所述制动筛板孔目数<静筛板孔目数<弧形筛板孔目数。
9.一种权利要求1-8任一所述的制备工艺所制备的燃料电池CCM。
10.一种权利要求9所述的燃料电池CCM在燃料电池中的应用。
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