[发明专利]一种利用碳纤维纸制作燃料电池多孔扩散层电极板的工艺

摘要

本发明涉及燃料电池多孔扩散层电极板领域，具体为一种利用碳纤维纸制作燃料电池多孔扩散层电极板的工艺，满足制造燃料电池多孔扩散层电极的批量工业化生产需要。本发明碳纤维纸经改性酚醛树脂与环氧树脂的混合液浸渍，并烘干后经高温高压制成基板，最后经过高温碳化后制成燃料电池所用的多孔扩散层电极板。本发明经过碳化后的多孔扩散层电极板，有着均匀的多孔质结构、优异的透气性、低电阻率和高电子传导能力，其结构紧密，表面平整，具有一定的机械强度和稳定的化学性能和热稳定性，并可以达到多孔扩散层电极板的各种要求指标，如：孔隙率≥75%，电阻率≤0.05Ω·cm，气体扩散系数≥0.15cm2/s等。

主权项

一种利用碳纤维纸制作燃料电池多孔扩散层电极板的工艺，其特征在于，具体步骤如下：（1）碳纤维纸浸胶将改性酚醛树脂与环氧树脂按重量比例1:（1‑3）混合后，用丙酮与乙醇重量比1:1的混合液进行稀释，按重量百分比计，改性酚醛树脂与环氧树脂占30‑50%；然后加入硼胺络合物类固化剂和酚醛胺环氧树脂固化剂，按重量百分比计，硼胺络合物类固化剂占4‑6%，酚醛胺环氧树脂固化剂占0.5‑2%，温度保持在20‑30℃倒入浸胶池中；根据所要碳化的基板的规格选用碳纤维纸，并安装到浸胶机生产线上进行浸胶，碳纤维纸浸胶后，进入烘干隧道烘干裁片；（2）压制电极板选用不锈钢板3‑5mm为模板，将模板清理干净无尘，先在3‑5mm的冷轧钢板上铺80g/m2的牛皮纸8‑10张，再在牛皮纸上铺不锈钢板；在不锈钢板上依次铺设聚乙烯离型膜、碳纤维纸、聚乙烯离型膜、不锈钢板、牛皮纸和冷轧钢板，具体为：在不锈钢板上铺一层耐高温聚乙烯离型膜，在聚乙烯离型膜上铺浸胶后的碳纤维纸，根据所需要的厚度铺碳纤维纸，并在碳纤维纸上铺一层聚乙烯离型膜，在聚乙烯离型膜上铺不锈钢板，在不锈钢板上铺8‑10层牛皮纸，在牛皮纸上铺冷轧钢板，形成预压品；然后，将预压品装入热压机中准备压制，压制过程如下：①第一次升压升温，压力3‑4MPa/cm2、温度100‑120℃、压制时间40‑50min；②第二次升压升温，压力7‑8MPa/cm2、温度150‑160℃、压制时间50‑60min；③压制完成后，冷却降温，降至50℃以下时卸压，出模、揭模，将压制好的碳纤维纸电极板整理裁剪后，等待碳化；选择温度达到2800‑3200℃的碳化炉，将压制好的电极板放入碳化炉中进行碳化。