图8示出作为比较例的在通过热压缩将电极样品固定在铜板之后，电极的分离结 果。
[0029] 应当理解，附图不是必须按比例绘制，其呈现如本文所公开的本发明的各种优选 特征的略微简化的表示，包括例如具体的尺寸、方向、位置和形状将部分由特定的预期应用 和使用环境所确定。
[0030] 在这些附图中，附图标记指贯穿所述附图的各个图中的本发明的相同或等效的部 件。
【具体实施方式】
[0031] 下文参考现在将详述本发明的各个实施方式，在附图和以下述中说明其实施例。 当结合示例性的实施方式相结合来描述本发明时，可以理解的是本说明书并非旨在将本发 明限制在这些示例性实施方式中。相反，本发明旨在覆盖所述示例性实施方式以及各种替 代、修饰、等同和其它实施方式；它们包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围 内。
[0032] 应该理解的是，所述术语"车辆（vehicle) "或"车辆（vehicular) "或如本文所使 用的其它类似术语通常包含机动车辆，如包括运动型多功能车（SUV)、公共汽车、卡车、各种 商用车辆的客车，包括各种船艇和船舶的船只，飞机等，并且包括混合动力汽车，电动汽车， 插入式混合动力电动汽车，氢动力汽车和其它替代燃料的车辆（例如来自非石油资源的其 他燃料）。如本文所提到的，混合动力车辆是具有两个或多个动力源的车辆，例如汽油动力 和电动力车辆。
[0033] 本文使用的术语仅用于描述【具体实施方式】的目的，而不是限制本发明。如本文所 使用的，单数形式"一"、"一个"和"该（the)"也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指 明。进一步理解，所述术语"包括（comprises) "和/或"包含（comprising) "在本说明书 中使用时，指存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加 一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。如本文所使用的，所述 术语"和/或"包括一个或多个相关所列项目的任一和所有组合。
[0034] 在下文中，对本发明将详细描述各种示例性实施方式。
[0035] 本发明提供一种用于从贴花转印薄膜分离电极的方法和装置，所述贴花转印薄膜 的电极用于燃料电池 MEA应用。具体地，通过将涂覆在贴花转印薄膜上的电极漂浮在水上， 特别是在去离子水上，然后将其冷冻，能够仅分离所述电极。这样，在应用到燃料电池 MEA 之前，分离的电极可被用于量化原始电极的机械特性。
[0036] 根据本发明的示例性的实施方式，只有作为样品的用于量化其机械特性的电极会 很容易地从贴花转印薄膜分离。涂覆在贴花转印薄膜上的电极样品可以在去离子水的表面 上被冷冻，从而使电极样品中的离子交联聚合物和水分子（去离子水）之间的相互作用力 大于所述电极和所述贴花转印薄膜之间的相互作用力。由于原始电极可以轻易从贴花转印 薄膜分离而无明显损坏，因此可以通过直接测量来量化分离的电极的机械特性。
[0037] 所述电极样品的分离方法可以包括通过涂覆电极到贴花转印薄膜上而制备电极 样品的步骤。所涂覆的电极可以是用于燃料电池 MEA的通常使用的材料，而没有限制。
[0038] 例如，在制备所述电极样品的步骤中，电极涂覆在贴花转印薄膜上的电极样品，可 以通过涂覆催化剂墨到所述贴花转印薄膜上并通过将其干燥来制造。所述催化剂墨可以包 括承载在碳上的钼催化剂（Pt/c)、离子交联聚合物粘合剂（ionomer binder)和溶剂混合 物（solvent mixture)〇
[0039] 特别是，当制造用于电极样品的催化剂墨时，可以使用如下的Pt/C催化剂，其包 含铂的量为相对于所述Pt/C催化剂的固体份的总重量约30至约50wt%的量。如本文所 使用的，可以通过组合钼和碳载体（carbon support)的含量，得到"Pt/C催化剂的固体份 (solid content) "。换言之，在所述Pt/C催化剂中的钼含量可以为相对于所述Pt/C催化 剂的固体份的总重量（即铂和碳载体的总和）的约30至约50wt%。此外，固相电极中的离 子交联聚合物粘合剂的量可以为相对于干燥电极的固体份的总重量得约20至约40wt%。 如本文所使用的，可以通过组合所述Pt/C催化剂含量和从所述干燥电极的离子交联聚合 物粘合剂的含量，得到"干燥电极的固体份"。换言之，所述电极中的离子交联聚合物含量可 以为相对于所述干燥电极的固体份的总重量（即所述Pt/C催化剂和所述离子交联聚合物 粘合剂的总和）的约20至约40wt%。所述离子交联聚合物粘合剂可以是例如以如下的离 子交联聚合物分散体中的形式使用，该离子交联聚合物分散体含有基于全氟化磺酸（PFSA : perfluorinated sulfonic acid)的Nafion离子交联聚合物，且所含的量为相对于所述 离子交联聚合物分散体的总重量（即所述分散体中的离子交联聚合物粘合剂和溶剂的总 和）的约10至约30wt%。而且，所述催化剂墨可通过将所述Pt/C催化剂和离子交联聚 合物粘合剂与包括去离子水和异丙醇的溶剂混合物混合并通过将其搅拌并进行声波处理 (sonicating)来制备。
[0040] 可将上述催化剂墨涂覆在贴花转印薄膜上，然后充分干燥以制造电极样品。在 所述贴花转印薄膜上形成的电极中的钼催化剂承载量（platinum catalyst loading amount)在调节催化剂墨的量或涂覆厚度并干燥所述电极样品之后可以是从约0. 01至约 lmg-Pt/cm2,或优选为从约0. 05至约0. 5mg-Pt/cm2。如果所述催化剂承载量小于预定量， 例如小于约0. 〇lmg-Pt/cm2,所述电极可能不均勾地涂覆在贴花转印薄膜上，并且当分离 时所述电极可能会被损坏或破坏。另一方面，当催化剂承载量大于预定量时，例如大于约 lmg-Pt/cm2时，可能在经济性上是不利的。
[0041] 因此，当制造所述电极样品时，所述电极中的铂催化剂承载量可为从约0. 05至约 0. 4mg-Pt/cm2,并且所述电极中的离子交联聚合物粘合剂的量可为相对于干燥电极的固体 份的总重量的约30% wt%。
[0042] 所述贴花转印薄膜可选自聚四氟乙烯（PTFE)、聚（对苯二甲酸乙二醇酯）（PET)、 聚（对苯二甲酸丁二醇酯）（PBT)、聚（对苯二甲酸丙二醇酯）（PTT)、聚（萘二甲酸乙二醇 酯）（PEN)和聚酰亚胺（PI)，并且当通过热压或辑层压工艺（roll-lamination process)制 造 MEA时这些材料可以提供改善的机械特性和优异的与电极的分离性。例如，所述贴花转 印薄膜可以由聚（萘二甲酸乙二醇酯）（PEN)形成。
[0043] 涂覆在如上所述的贴花转印薄膜上的电极样品可被浸泡（soak)在水的表面上。
[0044] 具体地讲，用于浸泡所述样品的水可以是去离子水。当使用一般的自来水时，所述 电极在分离时可能会被损坏或破裂或部分分离，因为自来水中的杂质如离子（主要是阳离 子）可能削弱水分子与电极之间的相互作用力。因此，在水和电极被解冻后，所述电极可能 不能保持其原来的形状，从而破坏成多块。此外，当使用离子水如盐水时，所述电极可能不 能适当地从所述贴花转印薄膜分离，因为电极中的离子交联聚合物和盐水中的水分子之间 的相互作用由于存在于盐水中的Na+阳离子对离子交联聚合物的污染而被减弱。相反，当 使用去离子水时，所述电极可以从所述贴花转印薄膜上更均匀和均一地分离，并且即使在 冻结的水完全熔化之后，所述电极的形状也可以良好地保持，没有任何明显损坏或变形。因 此，在本发明中，除非另外指出，水指的是去离子水。
[0045] 在约25°C的温度下，所述去离子水可以具有约10ΜΩ cm或更大的电阻率。如果所 述去离子水的电阻率值小于约10ΜΩ cm，电离度可能提高从而污染所述电极。
[0046] 此外，具体地，通过使所述电极样品的电极向下朝向所述水，并使所述贴花转印薄 膜向上，将所述电极样品浸泡在所述去离子水中。换言之，当所述电极样品通过将其漂浮 而浸泡在水的表面时，所述电极样品可以浸泡到与水面几乎相同的水位，但所述电极可位 于朝向水，然后被冷冻，以便轻易将所述电极从贴花转印薄膜分离，而电极无明显损坏或变 形。事实上，所述水和所述电极之间的物理相互作用力可以通过冷冻而增加，并且这种物理 相互作用力可以变为大于所述电极和所述贴花转印薄膜之间的相互作用力。另一方面，当 所述贴花转印薄膜位于朝向水的表面时，所述贴花转印薄膜和所述水之间的物理相互作用 力可以忽略不计，并且小于所述电极样品中的所述贴花转印薄膜和所述电极之间的相互作 用力，使得所述电极可以不从所述贴花转印薄膜分离。在所述电极样品浸泡在水的表面上 的步骤中，当所述电极样品漂浮在水的表面上时，所述水可以被吸收到所述电极中。
[0047] 如上所述，在所述电极样品浸泡在所述去离子水中之后，可以进行冷冻步骤。在冷 冻步骤中，可以使用冷冻机，并且适量的去离子水可以填充在冷冻机中。因此，可通过在相 关领域中公知的常规方法进行冷冻，而没有限制。冷冻温度可以是足以冷冻所述去离子水 的温度，即〇°C以下的低于冰点的温度，并且可以冷冻所述去离子水约1至约6小时，或优选 为约2至约6小时。当在完成冷冻之前分离所述贴花转印薄膜时，分离可能会失败。
[0048] 具体地，在所述冷冻步骤之前，可以额外地进行从所述水，即去离子水中去除气泡 的步骤。
[0049] 通过将水煮沸可以将气泡或气体从水中除去。当在煮沸水之后进行冷冻时，可以 容易地除去存在于水中的气泡，因此，可以均匀地和基本上保持所述水和所述电极样品中 的电极之间的相互作用力。因此，可防止在在电极分离过程中电极的损坏。当不进行气泡 除去步骤时，相当数量的气泡可能包含在水中，因此，在所述电极分