专利名称：气体扩散电极及其生产方法、包含其的组件以及生产包含其的膜电极组件的方法
技术领域：
本发明涉及气体扩散电极、其生产方法、包含其的膜电极组件、及生产包含其的膜电极组件的方法。
背景技术：
US 3，553，032公开了制造燃料电池电极的方法，所述燃料电池电极包括具有薄的银涂层的斥水性聚合物颗粒的多孔结合基质和散布于其中并粘附于所述基质的导电性材料颗粒，所述方法包括形成斥水性聚合物、导电性材料的颗粒、和碳酸银颗粒的混合物，在压カ下模制所述混合物以形成内聚结构，和在高于所述碳酸银的分解温度但是低于所述聚合物的软化点的温度下加热所得到的内聚结构，从而形成银并释放ニ氧化碳气体，所述ニ氧化碳气体扩散穿过所述结构以使所述结构为显著多孔的。US 3，553，032没有教导使用选择性的粘合剂来冷却可烧结的氟化树脂例如聚四氟こ烯、氟化的こ烯-丙烯、三氟氯こ烯、和聚偏氟こ烯。GB 2，316，801A公开了用于燃料电池的电催化气体扩散电极，其包括各向异性气体扩散层和催化性层，所述各向异性气体扩散层由的孔碳基质制成，碳颗粒和聚(偏氟乙烯)分布于所述多孔碳基质中，使得所述基质在气体流动横向的方向上是均匀多孔的而在气体流动的方向上是不对称性多孔的，所述气体扩散层的孔隙率在气体流动的方向上是降低的，所述气体扩散层的厚度为约50 μ m到约300 μ m ;所述催化性层由包含催化性碳颗粒和热塑性聚合物的凝结的“墨”悬浮液制成，且所述催化性层覆盖所述气体扩散层的小孔表面，所述催化性层的厚度为约7 μ m到约50 μ m,且所述金属催化剂负载为约O. lmg/cm2到约 O. 5mg/cm2。EP I 930 974A1公开了 1.生产可逆性固体氧化物电池的方法，包括以下步骤在支撑物(I)上流延成形阳极支撑层；在支撑物(2)上流延成形阳极层；在支撑物(3)上流延成形电解质层；和要么在所述阳极支撑层的顶上层叠所述阳极层；从所述阳极层去除所述支撑物(2);要么在所述阳极层的顶上层叠所述电解质层；并烧结所述多层结构；要么在所述电解质层的顶上叠层所述阳极层；从所述阳极层去除所述支撑物(2);在所述阳极层的顶上层叠所述阳极支撑层；并烧结所述多层结构。WO 03/082956A1公开了ー种膜电极组件，包括阳极；阴极；和位于阳极和阴极之间的质子交換膜，其中所述阳极、所述阴极、和所述质子交換膜状的至少ー者包括具有以下化学结构的磺酸共聚物其中11/11+111为约0.001到约 I ;Y 可以是-S-、S (O)、S (O) 2、C (O)、或 P (O) (C6H5)，及其组合；且 Z 可以是碳碳单键、C (CH3) 2、C (CF3) 2、C (CF3) (C6H5)、C (O)、S (O) 2、或 P (O) (C6H5)。US 7，301，002Β1公开了通过用磺化剂可控地磺化聚苯撑聚合物衍生的磺化的聚苯撑聚合物，所述磺化的聚苯撑聚合物具有以下结构I的重复单元
权利要求
1.生产气体扩散电极的方法，包括以下步骤用导电性材料的颗粒在第一粘合剂的溶液中的悬浮液浇注多孔的导电性网状物，以提供作为电化学活性层的第一层；在所述第一层上浇注疏水性材料的颗粒在第二粘合剂的溶液中的悬浮液，以提供第二层；和使所述第一和第二层经受相反转，由此实现所述第一层和所述第二层中的孔隙率，其中通过使所述第二层经受相反转得到斥水性层。
2.权利要求I的方法，其中使所述第一层经受相反转，由此在浇注所述第二层之前在所述第一层中实现孔隙率。
3.权利要求I或2的方法，其中所述第一和第二粘合剂中的至少ー种是聚砜。
4.权利要求1-3中任ー项的方法，其中所述疏水性材料是氟化聚合物或非导电性矿物。
5.权利要求4的方法，其中所述氟化聚合物是聚(四氟こ烯)(PTFE)或全氟化こ烯-丙烯共聚物(FEP)。
6.通过权利要求1-5中任ー项的生产气体扩散电极的方法获得的气体扩散电极。
7.权利要求6的气体扩散电极用于膜电极组件中的用途。
8.权利要求7的气体扩散电极的用途，其中所述膜电极组件是燃料电池或蓄电池。
9.权利要求8的气体扩散电极的用途，其中所述燃料电池是生物燃料电池。
10.权利要求9的气体扩散电极的用途，其中所述生物微生物的是微生物燃料电池或酶促燃料电池。
11.包括权利要求6的气体扩散电极的膜电极组件。
12.权利要求11的膜电极组件，其中所述膜电极组件是燃料电池或蓄电池。
13.生产膜电极组件的方法，所述膜电极组件包括夹在两个电极之间的膜，其中的至少ー个电极是气体扩散电极，其中所述方法包括在单一道次中浇注所述膜电极组件的步骤和至少ー个相反转步骤。
14.通过权利要求13的方法获得的膜电极组件。
15.气体扩散电极的斥水性层，所述斥水性层是通过包括第二粘合剂和疏水性颗粒的层的相反转获得的。
16.权利要求15的气体扩散电极的斥水性层，其中所述层还包括用于所述第二粘合剂的至少ー种溶剤。
全文摘要
生产气体扩散电极的方法，包括以下步骤用导电性材料的颗粒在第一粘合剂的溶液中的悬浮液浇注多孔的导电性网状物，以提供作为电化学活性层(AL)的第一层；在所述第一层上浇注疏水性材料的颗粒在第二粘合剂的溶液中的悬浮液，以提供第二层；和使所述第一和第二层经受相反转，由此实现所述第一层和所述第二层中的孔隙率，其中通过使所述第二层经受所述相反转得到斥水性层；通过上述方法获得的气体扩散电极；气体扩散电极用于膜电极组件的用途；包括该气体扩散电极的膜电极组件；和生产膜电极组件的方法，所述膜电极组件包括夹在两个电极之间的膜，其中至少一个电极是气体扩散电极，其中所述方法包括在单一道次中浇注所述膜电极组件的步骤。
文档编号H01M8/02GK102918690SQ201180022398
公开日2013年2月6日 申请日期2011年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者Y·阿尔瓦雷斯加雷戈, P·韦尔梅朗, A-V·克拉斯, W·阿德里安森斯 申请人:伟途股份有限公司