用于聚合物电解质膜燃料电池的电极、膜电极组件、及其制造方法

专利名称：用于聚合物电解质膜燃料电池的电极、膜电极组件、及其制造方法
技术领域：
本公开涉及用于聚合物电解质膜燃料电池的电极、包括该电极的膜电极组件 (MEA)、以及它们的制造方法。本发明还涉及在车用聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)中使 用的电极、包括该电极的膜电极组件、以及使用通过高浓度催化剂分散法制备的催化剂浆， 来制造具有高性能和最优设计的用于聚合物电解质膜燃料电池的电极和膜电极组件的方 法。
背景技术：
本发明涉及制造膜电极组件(MEA)的方法，该MEA是车用聚合物电解质膜燃料电
池的核心元件。为了制造聚合物电解质膜燃料电池的MEA催化剂电极，首先需要开发具有
高度流动性的高度分散的催化剂浆。然而，还未知用于均匀地分散高浓度的纳米尺寸的催
化剂颗粒的技术方法。用于分散低浓度的催化剂颗粒的技术已有报道。 根据制造电极的通用方法，由于难以分散高浓度的催化剂颗粒，适当地制备低浓
度的催化剂浆并用于通过喷涂来制造电极。然而，当使用此种方法时，催化剂损失率增加，
并且因此应该涂覆催化剂几次，导致加工时间增加，从而增加制造成本。 根据催化剂浆分散技术，有可能通过应用高压将催化剂颗粒中的离聚物填充进原
生孔隙(primary pore)中；然而，在使用此技术的过程中，难以实施制造工艺，并且由于在
原生孔隙中的空气层不完全被消除，因此可能存在许多与离聚物填充相关的限制。 用于适当地制造MEA的常规方法包括其中在聚合物电解质膜上形成电极层的催
化剂涂覆膜(CCM)法、其中在气体扩散层(GDLs)上形成催化剂层的催化剂涂覆GDL(CCG)
法、等等。还提到了一种贴花法(decal method)，该方法是在CCM法中使用的一种间接贴花
工艺；然而，上面提到的方法中没有一种非常适合应用于制造MEA。 使用贴花法(对应于CCM法)，很容易控制催化剂层的厚度和面积，确保很高的大规模生产率。因此，与CCG法相比，使用贴花法有可能减少聚合物电解质膜与催化剂层之间
的接触阻抗(contactresistance)，并且有可能在贴花期间通过热压形成致密的催化剂层，
从而改善耐用性。然而，与CCG法相比，通过贴花法形成的催化剂层可能具有较低的孔隙
度，并且因此可能使初始电池性能(initial cellperformance)下降。 因此，有必要提供一种使用由高浓度催化剂分散法制备的高效的催化剂浆来制造
被最优设计的膜电极组件的方法，该方法能减少催化剂损失并提高催化剂利用率。 本背景技术章节中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，并且
因此可能含有不形成为本国本领域普通技术人员所公知的现有技术的信息。

发明内容
在一个方面，本发明提供用于聚合物电解质膜燃料电池的电极、包括该电极的膜 电极组件、以及它们的制造方法。根据本发明的优选实施方式，与常规的催化剂浆相比，适 当地提供均匀分散的高浓度催化剂浆以提高催化剂利用率，并且在催化剂浆分散中使用的 溶剂的比例被优选地控制以改善电极性能，从而制造最优设计的膜电极组件。根据本发明 的其他优选实施方式，本发明提供通过贴花法制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极和 包括该电极的膜电极组件的方法，该方法可适当地防止当通过常规贴花法制造膜电极组件 时所引起的燃料电池的性能下降，以确保很高的大规模生产率，减少催化剂层之间的接触 阻抗，并改善膜电极组件的耐用性。 在一个优选的方面，本发明提供适当地制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极 的方法，该方法包括通过超声波和高速搅拌分散初始催化剂颗粒；通过真空消泡使离聚 物充填并吸附进催化剂颗粒的原生孔隙中；通过珠磨分散小量的残余的大催化剂颗粒；去 除制造过程期间生成的微泡；通过最终过滤形成去除了大催化剂颗粒的催化剂浆；以及将 催化剂浆涂覆在离型膜的表面上，并且干燥已涂覆的催化剂浆。 在特别优选的实施方式中，当分散催化剂颗粒时，优选使用异丙醇和水的混合溶 剂，并且该混合溶剂进一步包括选自但不限于以下的至少一种溶剂用量为0. 1_50%的乙 氧基乙醇、丁氧基乙醇和^甲基妣咯烷酮(NMP)。 在又一个优选的实施方式中，在干燥已涂覆的催化剂浆的步骤中，该干燥过程优 选包括在70-9(TC下适当地进行10小时以上的第一热处理过程和在100-12(TC下适当地进 行30分钟以上的第二热处理。 在另 一个实施方式中，本发明提供通过上述方法之一制造的用于聚合物电解质膜 燃料电池的电极。 在又一个优选的方面，本发明提供适当地制造用于聚合物电解质膜燃料电池的膜 电极组件的方法，该方法优选地包括通过超声波和高速搅拌分散初始催化剂颗粒；通过 真空消泡使离聚物充填并吸附进所述催化剂颗粒的原生孔隙中；通过珠磨分散小量的残余 的大催化剂颗粒；去除制造过程期间生成的微泡；通过最终过滤形成去除了大催化剂颗粒 的催化剂浆；通过将催化剂浆涂覆在离型膜的表面上，并且干燥已涂覆的催化剂浆而形成 催化剂层；以及通过使用热压机将已形成的催化剂层贴花在聚合物电解质膜的两侧上而形 成3层膜电极组件。 在优选的实施方式中，该方法进一步包括通过在3层膜电极组件的两侧上适当地 结合气体扩散层(GDL)来形成5层膜电极组件。 在另一个优选的实施方式中，当分散催化剂颗粒时，使用水与异丙醇或乙醇的混 合溶剂，并且该混合溶剂进一步包括选自但不限于以下的至少一种溶剂用量为0. 1-50% 的乙氧基乙醇、丁氧基乙醇和^甲基妣咯烷酮(NMP)。 在又一优选的实施方式中，在干燥已涂覆的催化剂浆的步骤中，该干燥过程优选 包括在70-9(TC下适当地进行10小时以上的第一热处理过程和在100-12(TC下适当地进行 30分钟以上的第二热处理。 在又一个方面，本发明提供由上述方法制造的用于聚合物电解质膜燃料电池的膜电极组件。 本发明的其他方面和优选的实施方式在下文讨论。 可以理解，本文所使用的术语"车辆"或"车辆的"或其它类似术语一般包括机动 车，例如载客汽车，包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车，包括各种船和 艇的水运工具，飞机，等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插入式(plug-in)混合动力 电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如，来自石油之外的资源的燃料)。
如本文所述，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如既有汽油动 力又有电动力的车辆。 本发明的上述特征和优点在合并于本文并形成本说明书一部分的附图和以下详
细说明中将是显而易见的或者更加详细地加以阐述，附图和详细说明一起用于通过实施例 来解释本发明的原理。


本发明的上述和其它特性将参考其某些示例性的实施方式详细说明，该实施方式 由附图举例说明，下文提供的附图仅仅出于举例说明的目的，因此不是对本发明的限制，其 中 图1是说明根据本发明的使用高浓度和高度分散的催化剂浆制造膜电极组件
(MEA)的方法的流程图，其中(a)显示包括用于提高催化剂利用率的催化剂分散模型的催
化剂分散过程，且(b)显示包括电极涂覆和贴花过程的MEA制造过程； 图2是说明制造高浓度和高度分散的催化剂浆的过程的流程图； 图3A和3B是用于根据催化剂浆制造条件比较催化剂层表面的扫描电子显微镜
(SEM)图像；且 图4A和4B是通过本发明制造的MEA的场致发射扫描电子显微镜(FE-SEM)图像。 应该理解的是，附图不必然呈比例，而只是表示用于说明本发明的基本原理的各
种优选特征的简化表示。包括例如特定尺寸、方向、位置和形状的本文所公开的本发明的特
定设计特征，将通过特定应用和使用环境被部分地确定。 附图中，在整个附图中参照数字指代本发明的相同或等效部件。
具体实施例方式
如本文所述，本发明包括制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，该方 法包括分散初始催化剂颗粒；使离聚物充填并吸附进催化剂颗粒的原生孔隙中；分散小 量的残余的大催化剂颗粒；去除制造过程期间生成的微泡；形成催化剂浆；并且将催化剂 浆涂覆在离型膜的表面上。 在一个实施方式中，初始催化剂颗粒通过超声波和高速搅拌进行分散。 在另一个实施方式中，离聚物通过真空消泡充填并吸附进催化剂颗粒的原生孔隙中。 在另一个实施方式中，小量的残余的大催化剂颗粒通过珠磨进行分散。
在相关的实施方式中，大催化剂颗粒通过最终过滤从催化剂浆中去除。
在又一相关的实施方式中，该方法进一步包括干燥已涂覆的催化剂浆的步骤。
在又进一步的实施方式中，该方法进一步包括形成3层膜电极组件的步骤。
在相关的实施方式中，形成3层膜电极组件的步骤通过使用热压机将已形成的催 化剂层贴花到聚合物电解质膜的两侧上来进行。 在另一个方面，本发明的特征还在于一种机动车辆，其包括由本文的各个方面和
各实施方式中所述的任意一种方法制造的用于聚合物电解质膜燃料电池的电极。 此后将对本发明的各个实施方式做出详细参考，其实施例图示在附图中并且在下
面描述。尽管将结合示例性的实施方式描述本发明，但要理解的是，本说明书并非要将本发
明限制于那些示例性的实施方式。相反，本发明不但要涵盖示例性的实施方式，而且要涵盖
可包括在由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替代、修改、等效形
式以及其他实施方式。 在优选的方面，本发明提供使用被适当地制备以提高催化剂利用率的高浓度和高 度分散的催化剂浆来制造具有高性能的电极的方法，以及在最优设计的结合条件下制造具 有适当地高性能的膜电极组件(MEA)的方法。 图1是说明根据本发明的优选实施方式的包括催化剂分散过程和优选的膜电极 组件(MEA)制造过程的制造MEA的方法的流程图。为了实现根据本发明的某些优选实施方 式的制造具有高性能的MEA的方法，适当地开发出制造用于优化MEA中使用的电极的催化 剂层(CL)的高浓度和高度分散的催化剂浆(CS)的方法。 通常，为了设计催化剂层，首先必需开发具有适当高的流动性的高度分散的催化 剂浆。在某些优选的实施方式中，考虑到大规模生产，为了适当地减少制造成本，优选必 须通过涂覆一次催化剂浆来形成催化剂层。因此，在某些实施方式中，催化剂浆应该具有 100-10， 000cps的粘度，以及10%以上的浓度，以适当地确保可加工性。优选地，为了均匀 地分散高浓度的纳米尺寸的催化剂颗粒，必须采用优选的方法。其某些原因如本文所述。催 化剂颗粒通过空气中的静电力聚结，并且以几微米至几十微米的粒度存在。当溶剂和离聚 物加入至催化剂颗粒中，并且随后通过超声波和高速搅拌分散时，粒度为0. 4-2. 0 ii m的大 多数催化剂颗粒均匀地分散。然而， 一部分颗粒没有被分散，而是作为具有较大粒度的大颗 粒存在，例如，粒度为10iim以上的颗粒，当它们以10wt^以上的高浓度存在时，情况变得 更为严重。在某些优选的实施方式中，例如，在含有大颗粒的催化剂浆涂覆在载体(例如， 离型膜、MEM或GDL)上的情况下，大颗粒可生成划痕，并且导致涂层缺陷，从而使涂层质量 下降。在进一步的实施方式中，含有聚结的催化剂颗粒的催化剂层适当地降低催化剂利用 率，导致MEA的性能下降。 在本发明的优选方面中，在制造催化剂浆期间适当地引入真空工艺，以克服上述 的问题并提高催化剂分散和催化剂利用率(见图1 (a)和图2) 。 S卩，如图1 (a)和图2所示， 在某些优选的实施方式中，本发明引入真空消泡工艺以在分散过程期间建立真空状态，使 得具有小直径并且吸附在催化剂表面上的氧气泡被适当地去除。结果，根据进一步优选的 实施方式，被溶剂湿润的表面被适当地改善，并且因此暴露于溶剂的接触面积适当地增加， 使催化剂颗粒在溶剂中的分散和催化剂浆的流动性得到改善。根据进一步的实施方式，离 聚物可以很容易地填充进优选具有小于100nm的直径的原生孔隙中，这些孔隙是在优选具 有几十纳米直径的Pt-M/C催化剂的碳载体中产生的，并且由此适当地增加了吸附率，使铂 催化剂的利用率增加。
根据本发明的进一步优选的实施方式，能够在高浓度下高度分散的催化剂浆适当 地通过上述方法制备，并且使用该催化剂浆来适当地制造具有高性能的膜电极组件。特别 地，在用于制造高浓度和高度分散的催化剂浆的装置中，优选设置通过均匀地用水湿润催 化剂粉末来延缓催化剂活化的喷雾装置，以防止例如但不限于异丙醇(IPA)的溶剂直接与 铂催化剂接触并引起失火。在进一步优选的实施方式中，优选在该装置中设置超声装置、高 速搅拌机和均质机以便同时用来实现高浓度的催化剂分散。根据进一步优选的实施方式， 该装置被适当地设计以在分散的过程中保持真空状态，以便达到高催化剂分散和高催化剂 利用率。在又一优选的实施方式中，优选地引入能够分散未分散的大催化剂颗粒的珠磨工 艺以优化分散作用。 在本发明中，除了在上述装置中制造电极的过程中的催化剂分散技术以外，在催 化剂浆分散中使用的溶剂的优选比例被适当地控制以确保均匀涂覆并且防止裂纹的出现， 从而适当地改善电极性能。 通常，在制造催化剂浆的过程中由各个研究者使用的溶剂包括但不限于，异丙醇 (或乙醇)和水，其中混合比例为40-80%的异丙醇(IPA)和20-60%的水(H20)。
在某些示例性的实施方式中，IPA和H20的混合溶剂对制造过程和催化剂层的特性 具有相当大的影响，这将在下面进行说明。由于异丙醇(b.p.82°C，d.0.782)的沸点低于水 的沸点，并且其干燥率相当快，因此在干燥过程期间仍处于液相的催化剂浆中立即生成溶 剂梯度。结果，在某些示例性的实施方式中，局部异丙醇浓度高的部分完全干燥，而水浓度 高的其他部分则没有干燥。在此状态下，从干燥部分发生的浓縮导致被完全干燥后催化剂 层上形成裂纹。根据进一步的实施方式，由于异丙醇的迅速挥发，均匀地分布在催化剂浆溶 液中的离聚物优选地同时迁移至催化剂层的表面。结果，在被完全干燥后，催化剂层中离聚 物的浓度分布变得不均匀，导致MEA性能的适当下降。 为了解决上述问题，本发明检验了异丙醇(IPA)和水(H20)以外的其他溶剂，诸如 但不限于，与催化剂和离聚物具有良好的可混合性的甘油和溶纤剂(cellusolve)。如本文 所述，检验溶剂的结果是，2-乙氧基乙醇(EE ;b.p. 134°C， d. 0.931)具有合适的比重和沸 点，以及与异丙醇和水的良好可混合性。为了在催化剂浆的制造过程中使用2-乙氧基乙 醇，适当地检验了 2-乙氧基乙醇的合适用量。因此，可见，就在催化剂桨混合中使用的溶 剂的总比例而言，2-乙氧基乙醇的合适用量在0. 1_50%的范围内为大约5%、10%、15%、 20% 、25% 、30% 、35% 、40% 、45% 、50% ，优选10-30%。 在某些实施方式中，作为实验例，在制备用于制造催化剂层的催化剂浆中优选使 用比例为45 : 55的IPA/H20混合溶剂(图3A)和比例为45 : 28 : 27的IPA/H20/EE混 合溶剂(图3B)，并且使用扫描电子显微镜(SEM)来适当地测量由此制造的催化剂层的表 面。 如图3A和图3B中所示，与由IPA/H20的混合溶剂形成的催化剂层(图3A)相比， 由于没有出现裂纹，由加入了 2-乙氧基乙醇的催化剂浆形成的催化剂层的表面状态(图 3B)相当平整。基于这些结果，适当地确定在制造催化剂浆中使用的溶剂的比例。
在本发明的优选实施方式中，通过上述技术优化的电极适用于优化MEA制造过 程。根据示例性的实施方式，例如如图l所示，图面(b)显示了采用由本发明提出的贴花法 的MEA制造过程。优选地，在制造MEA期间，贴花法具有下列优点。在一个优选的实施方式中，由于很容易控制催化剂层的厚度和面积，有可能确保适当高的MEA的大规模生产率。在 另一个实施方式中，与催化剂涂覆GDL(CCG)法相比，对应于催化剂涂覆膜(CCM)法的贴花 法能够适当地降低聚合物电解质膜与催化剂层之间的接触阻抗。在另一进一步的实施方式 中，有可能在贴花过程中通过热压形成致密的催化剂层，从而改善耐用性。在其他实施方式 中，当使用贴花法时，催化剂层的孔隙度减小，并且因此与CCG法相比初始电池性能下降。 因此，本发明提供了催化剂层的优化设计。 下面将根据本发明的优选实施方式详细地描述MEA制造过程。根据第一实施方 式，已制备的催化剂浆优选地使用刮棒(或切槽模(slotdie))，适当地涂覆在离型膜(例 如，PI. 、 PTFE、 PET等)的表面上至大约20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、 90、95、 100、 105、 110、 115、 120、 125 ii m的厚度，优选30-100 ii m，然后在70-90。C下干燥10小 时以上。如果需要，在进一步的实施方式中，在100-200°C下进行第二热处理过程几小时，由 此适当地获得催化剂层。 根据本发明的优选实施方式，在催化剂层上进行热处理过程的原因是去除催化剂
层中的溶剂，并且通过增加离聚物结晶来适当地改善氢离子电导率和耐用性。 在进一步优选的实施方式中，上述干燥过程包括优选地在大约8(TC下进行12小
时的第一热处理过程以形成电极，以及优选地在100-12(TC下进行30分钟以上的第二热处
理以适当地增加催化剂层的内部结合。 在其他进一步的实施方式中，作为下一步骤，使用热压机将由此获得的催化剂层 适当地贴花至电解质膜的两侧上，以形成3层MEA。通过适当的试验测定，施加至贴花过程 的适当压力为大约10kgf/cm2，并且最佳温度在120-160°C的范围内。根据优选的实施方式， 作为最终步骤，GDL被适当地粘结在由此形成的3层MEA的两侧上，从而形成5层MEA。
在示例性的实施方式中，通过FE-SEM测量进行结构分析，以便更精密地检验由此 形成的5层MEA的长期耐用性和质量，并且结果显示在图4A和4B中。从显示由此形成的 5层MEA的侧面的图4A可见，催化剂层的厚度非常小，并且其结构非常致密。而且，根据进 一步的实施方式，可见，催化剂层的厚度相当均匀，并且聚合物电解质膜与催化剂层之间的 界面结合良好。根据进一步的实施方式，从显示MEA的表面的图4B可见，催化剂层具有相 当光滑的表面，在其上适当地均匀地分布有几十至几百个孔隙。催化剂层的光滑表面适当 增加了与GDL的界面结合力，并且由此降低了接触阻抗，从而改善性能。因此，在优选的实 施方式中，由于直径为0. 2-1 ii m的纳米微孔是均匀地和充分地分布的，因此使得在燃料电 池工作期间燃料气体扩散或物质转移是平稳的，从而改善输出性能。结果，根据本发明的制 造MEA的方法，由于缺陷率适当地较低，因此质量优异；并且由于性能变化很小，且聚合物 电解质膜与电极之间的界面结合力非常好，因此适当地改善了耐用性，从而能够制造具有 高性能的MEA。 如本文所述，根据本发明的制造用于聚合物电解质膜燃料电池的MEA的方法，与 常规催化剂浆相比，优选地提供均匀分散的高浓度催化剂浆，以避免由于催化剂分散不均 匀和装配条件所引起的性能下降，并且改善离聚物与催化剂之间的吸附不均匀性，从而提 高催化剂利用率。因此，在催化剂浆分散中使用的溶剂的优选比例被适当地控制以确保均 匀涂覆，并且避免裂纹出现，从而适当地改善电极性能。因此，根据如本文所述的本发明的 优选实施方式，能够使用具有很高的大规模生产率的贴花法来优化制造MEA的方法，从而适当地制造具有高性能的用于聚合物电解质膜燃料电池的电极和包括该电极的MEA。
本发明参考其优选实施方式进行了详细地说明。然而，本领域技术人员能够理解， 可以在不偏离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行改变，本发明的范围由所 附的权利要求及其等价形式限定。
权利要求
一种制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，所述方法包括通过超声波和高速搅拌分散初始催化剂颗粒；通过真空消泡使离聚物充填并吸附进所述催化剂颗粒的原生孔隙中；通过珠磨分散小量的残余的大催化剂颗粒；去除制造过程期间生成的微泡；通过最终过滤形成去除了大催化剂颗粒的催化剂浆；以及将所述催化剂浆涂覆在离型膜的表面上，并且干燥已涂覆的催化剂浆。
2. 如权利要求l所述的方法，其中当分散所述催化剂颗粒时，使用异丙醇和水的混 合溶剂，并且所述混合溶剂进一步包括用量为0. 1_50%的选自乙氧基乙醇、丁氧基乙醇和 N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一种溶剂。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，在干燥所述已涂覆的催化剂浆的过程中，所述干燥 过程包括在70-9(TC下进行10小时以上的第一热处理过程和在100-12(TC下进行30分钟 以上的第二热处理。
4. 一种用于聚合物电解质膜燃料电池的电极，所述电极通过如权利要求1所述的方法 制造。
5. —种制造用于聚合物电解质膜燃料电池的膜电极组件的方法，所述方法包括 通过超声波和高速搅拌分散初始催化剂颗粒；通过真空消泡使离聚物充填并吸附进所述催化剂颗粒的原生孔隙中； 通过珠磨分散小量的残余的大催化剂颗粒； 去除制造过程期间生成的微泡；通过最终过滤形成去除了大催化剂颗粒的催化剂浆；通过将所述催化剂浆涂覆在离型膜的表面上，并且干燥已涂覆的催化剂浆而形成催化 剂层；以及通过使用热压机将形成的催化剂层贴花到聚合物电解质膜的两侧上而形成3层膜电 极组件。
6. 如权利要求5所述的方法，进一步包括通过在3层膜电极组件的两侧上结合气体扩 散层(GDL)来形成5层膜电极组件。
7. 如权利要求5所述的方法，其中当分散所述催化剂颗粒时，使用水与异丙醇或乙醇 的混合溶剂，并且所述混合溶剂进一步包括用量为O. 1_50%的选自乙氧基乙醇、丁氧基乙 醇和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一种溶剂。
8. 如权利要求5所述的方法，其中，在干燥所述已涂覆的催化剂浆的过程中，所述干燥 过程包括在70-9(TC下进行10小时以上的第一热处理过程和在100-120TC下进行30分钟 以上的第二热处理。
9. 一种用于聚合物电解质膜燃料电池的膜电极组件，所述膜电极组件由如权利要求5 所述的方法制造。
10. —种制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，所述方法包括 分散初始催化剂颗粒；使离聚物充填并吸附进所述催化剂颗粒的原生孔隙中； 分散小量的残余的大催化剂颗粒；去除制造过程期间生成的微泡； 形成催化剂浆；以及将所述催化剂浆涂覆在离型膜的表面上。
11. 如权利要求io所述的制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，其中所述初始催化剂颗粒通过超声波和高速搅拌进行分散。
12. 如权利要求IO所述的制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，其中所述 离聚物通过真空消泡充填并吸附进所述催化剂颗粒的原生孔隙中。
13. 如权利要求IO所述的制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，其中所述 小量的残余的大催化剂颗粒通过珠磨进行分散。
14. 如权利要求IO所述的制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，其中大催 化剂颗粒通过最终过滤从所述催化剂浆中去除。
15. 如权利要求IO所述的制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，进一步包 括干燥已涂覆的催化剂浆的步骤。
16. 如权利要求IO所述的制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，进一步包 括形成3层膜电极组件的步骤。
17. 如权利要求16所述的制造用于聚合物电解质膜燃料电池的电极的方法，其中形成 3层膜电极组件的步骤通过使用热压机将形成的催化剂层贴花到聚合物电解质膜的两侧上 来进行。
18. —种机动车辆，包括由如权利要求1所述的方法制造的用于聚合物电解质膜燃料 电池的电极。
19. 一种机动车辆，包括由如权利要求IO所述的方法制造的用于聚合物电解质膜燃料 电池的电极。
全文摘要
本发明提供一种制造膜电极组件(MEA)以及MEA用电极的方法，该MEA是车用聚合物电解质膜燃料电池的核心元件。本发明的制造MEA的方法实现了通过包括真空消泡工艺的催化剂浆制造过程来提供与常规催化剂浆相比，高浓度的、均匀分散的催化剂浆。
文档编号H01M4/88GK101714635SQ20091000532
公开日2010年5月26日 申请日期2009年2月9日 优先权日2008年10月6日
发明者安炳琪, 权洛显, 李在承, 李起燮, 林泰源, 黄仁哲 申请人:现代自动车株式会社