CN1205683C - 燃料电池电极催化剂涂布方法 - Google Patents
燃料电池电极催化剂涂布方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1205683C CN1205683C CNB011183470A CN01118347A CN1205683C CN 1205683 C CN1205683 C CN 1205683C CN B011183470 A CNB011183470 A CN B011183470A CN 01118347 A CN01118347 A CN 01118347A CN 1205683 C CN1205683 C CN 1205683C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- catalysis
- synusia
- base
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000003892 spreading Methods 0.000 title claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000010985 leather Substances 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 abstract 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 abstract 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
本发明属于燃料电池的制造技术。包括：将预处理完毕的极薄催化层片基置于原料层支架；将浸渍槽内的催化剂溶液保持为液态；驱动传动装置，使催化层片基向前移动；将所说的催化层片基经过压滚，以保证催化剂浸渍完全填充片基；再刮刀，预热滚，使片基处于半干状态；将防水层和催化剂复合滚合二为一；完成电极催化剂涂布。本发明方法提高电极制造过程自动化水平，提高产品质量，改善工作环境。
Description
技术领域
本发明属于能源、发电技术领域，特别涉及燃料电池的制造技术。
背景技术
目前一般用涂敷，喷漆，印刷，滚压等方法制造电极。意大利米兰德·诺拉有限公司申请的专利(中国专利申请，申请号为98109696)公开了一种适用于固体聚合物电解质燃料电池的改进电极，该电极包括薄、多孔、扁平的导电基片，该基片的一侧涂覆有由低表面积导电碳与第一疏水剂相混合而形成的预涂层，该预涂层上涂覆有由载于高表面积导电碳上的铂与第二疏水剂相混合而形成的催化层。该技术的缺点是：涂敷工艺复杂，产品质量不易控制，最终使电池堆的各个单电池的性能差别很大，进而影响堆的性能。
中国科学院长春应用化学研究所申请的专利(中国专利申请，申请号为98108618)公开的一种制造电极的方法是采用催化剂和聚四氟乙烯乳液混合，高度分散然后抽滤，再将该混合物转移到气体扩散层上，经30-130℃下真空干燥，烧结，然后表面填充聚合物电解质，再经真空干燥制备燃料电池薄电极。这种方法的缺点是(1)喷涂不均匀(2)汽化操作气胶漂浮，工作环境差。日本电池株式会社申请的专利(中国专利申请，申请号为98124970)涉及含有固体高分子电解质和催化粒子的多孔型固体高分子电解质-催化复合电极，公开了在固体高分子电解质中的离子传导区域内扩散分布具有电子传导性的物质，但是并末提及催化剂涂布方法。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种燃料电池电极催化剂涂布方法，采用浸渍法制备电极，使其提高电极制造过程自动化水平，提高产品质量，改善工作环境。
本发明提出的一种燃料电池电极催化剂涂布方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将预处理完毕的极薄催化层片基(可以是碳制品和多孔金属、非金属制品)置于原料层支架；
2)利用浸渍槽电控装置；将浸渍槽内的催化剂溶液保持为液态；
3)驱动传动装置，使催化层片基向前移动；
4)将所说的催化层片基经过压滚，以保证催化剂浸渍完全填充片基；
5)所说的催化层片基经过刮刀，保证催化剂浸渍层小于1毫米；
6)所说的催化层片基经过预热滚，蒸发过量的水份，使片基处于半干状态；
7)将来自防水层原料支架的防水层和催化剂在压力为1-100Kg/cm2，温度为50-200℃条件下复合滚合二为一；
8)完成电极催化剂涂布。
所说的催化层片基采用碳制品、多孔金属、非金属制品之一种。
本发明的关键之处在于用浸渍法分别制备电极的催化层和防水层，然后再将其热压或粘合为电极。其优点是能保证电极元件的质量和均匀性，特别适合大规模、自动化生产。是降低电池成本，减轻工人的劳动强度，改善工作环境的有效途径。
附图说明：
图1为本发明的电极制造流程实施例示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明的一种燃料电池电极催化剂涂布方法实施例1如图1所示，包括以下步骤：
1)将多孔泡沫镍薄带催化层片基经表面清洗后置于原料支架(1)；
2)利用浸渍槽电控装置(3)将浸渍池(4)中的糊状30％铂-碳-水有机溶剂-催化剂溶液调到所需30℃温度，粘度适中；
3)启动传动装置(2)使0.3毫米的多孔泡沫镍薄带移动至浸渍池内；
4)调节压滚(5)使0.3毫米的多孔镍薄带内充满糊状催化剂；
5)调节刮刀(6)，使多孔镍薄带表面催化剂的厚度为50微米，并使多余的糊状催化剂返回浸渍池(4)复用；
6)调节预热滚(7)，使带状催化层处于半干状；
7)用可调解压力和温度的复合滚(8)将催化层与来自防水层原料支架的防水层在压力为10Kg/cm2，温度为80℃条件下合二为一层；
8)将得到的完成催化剂涂布的电极(10)密闭封装，供下一工序制造电极-瞙-电极三合一配件用。
实施例2
本发明的一种燃料电池电极催化剂涂布方法实施例2如图1所示，包括以下步骤：
1)将碳纸薄带催化层片基经表面清洗后置于原料支架(1)；
2)利用浸渍槽电控装置(3)将浸渍池(4)中的糊状30％铂-碳-水有机溶剂-催化剂溶液调到所需30℃温度，粘度适中；
3)启动传动装置(2)使0.5毫米的碳纸薄带移动至浸渍池内；
4)调节压滚(5)使0.5毫米的多孔镍薄带内充满糊状催化剂；
5)调节刮刀(6)，使多孔镍薄带表面催化剂的厚度为30微米，并使多余的糊状催化剂返回浸渍池(4)复用；
6)调节预热滚(7)，使带状催化层处于半干状；
7)用可调解压力和温度的复合滚(8)将催化层与来自防水层原料支架的防水层在压力为5Kg/cm2，温度为150℃条件下合二为一层；
8)将得到的完成催化剂涂布的电极(10)密闭封装，供下一工序制造电极-瞙-电极三合一配件用。
Claims (2)
1、一种燃料电池电极催化剂涂布方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一、将预处理完毕的极薄催化层片基置于原料层支架；
第二、利用浸渍槽电控装置；将浸渍槽内的催化剂溶液保持为液态；
第三、驱动传动装置，使催化层片基向前移动；
第四、将所说的催化层片基经过压滚，以保证催化剂浸渍完全填充片基；
第五、所说的催化层片基经过刮刀，保证催化剂浸渍层小于1毫米；
第六、所说的催化层片基经过预热滚，蒸发过量的水份，使片基处于半干状态；
第七、将来自防水层原料支架的防水层和催化剂经过压力为1-100Kg/cm2，温度为50-200℃条件下复合滚合二为一；
第八、完成电极催化剂涂布。
2、如权利要求1所述的燃料电池电极催化剂涂布方法，其特征在于，所说的催化层片基采用碳制品、多孔金属、非金属制品之一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011183470A CN1205683C (zh) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | 燃料电池电极催化剂涂布方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011183470A CN1205683C (zh) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | 燃料电池电极催化剂涂布方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1388600A CN1388600A (zh) | 2003-01-01 |
| CN1205683C true CN1205683C (zh) | 2005-06-08 |
Family
ID=4663120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB011183470A Expired - Fee Related CN1205683C (zh) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | 燃料电池电极催化剂涂布方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1205683C (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7098163B2 (en) * | 1998-08-27 | 2006-08-29 | Cabot Corporation | Method of producing membrane electrode assemblies for use in proton exchange membrane and direct methanol fuel cells |
| JP5548296B1 (ja) * | 2013-09-06 | 2014-07-16 | ペルメレック電極株式会社 | 電解用電極の製造方法 |
| CN112993275B (zh) * | 2019-12-12 | 2022-09-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种金属/海水阴极批量制备方法 |
-
2001
- 2001-05-25 CN CNB011183470A patent/CN1205683C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1388600A (zh) | 2003-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BE1008455A3 (nl) | Gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt en werkwijze ter vervaardiging van dergelijke elektrode. | |
| EP1229602B1 (en) | Method for producing film electrode jointed product and method for producing solid polymer type fuel cell | |
| EP1438762B1 (en) | Continuous production of catalyst coated membranes | |
| KR100437293B1 (ko) | 고분자 전해질형 연료전지 및 그 제조방법 | |
| EP0741803B1 (en) | High performance electrolytic cell electrode structures and a process for preparing such electrode structures | |
| EP1979970B1 (en) | Microporous layer | |
| CN1195336C (zh) | 气体扩散电极和该电极的制造方法 | |
| CN112838251A (zh) | 一种燃料电池膜电极及其制备方法 | |
| CN1713424A (zh) | 质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法 | |
| CN1695265A (zh) | 催化剂涂膜的制备 | |
| CN1286505A (zh) | 高分子电解质型燃料电池及其制造方法 | |
| JP2022538118A (ja) | イオン性液体ベースのスーパーキャパシタのための電極を製作する方法、および装置、ならびに当該スーパーキャパシタを製作するための方法 | |
| US7449031B2 (en) | Polarized electrode for electric double layer capacitor, method for producing the same and electric double layer capacitor | |
| DE102021207601B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Elektrode einer Batteriezelle | |
| CN1992109A (zh) | 电化学电容器用电极的制造方法及其的制造装置 | |
| CN1388600A (zh) | 燃料电池电极催化剂涂布方法 | |
| CN1949568A (zh) | 燃料电池膜电极的制备方法 | |
| US20120208106A1 (en) | Catalyst ink preparation for fuel cell electrode fabrication | |
| Shembel et al. | Investigation of the stability of chlorinated PVC-based polymer electrolytes for lithium batteries | |
| CN101075669A (zh) | 锌空气电池正极的成型涂片装置及该正极的制备方法 | |
| Zhang et al. | Uncovering diverse roles of zincophilic and hydrophobic interactions at composite interfaces to enhance the longevity of zinc-ion batteries | |
| JP4859007B2 (ja) | リチウムイオン伝導性固体電解質成型体の製造方法 | |
| CN113373472A (zh) | 聚吡咯/铑纳米颗粒复合柔性电极及其制备方法和应用 | |
| CN1601795A (zh) | 一种电化学发电装置中导电与气体扩散层材料的制造方法 | |
| US20050271930A1 (en) | Polymer electrolyte fuel cell and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |