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专利号: 2020107592975
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高碳含量燃料电池气体扩散层用碳纸的制备方法,其特征是,其步骤包括:将碳纤维纸浸入第一导电油墨中,先超声处理,再负压浸渍,然后干燥,使第一导电油墨中的溶质与碳纤维纸复合获得碳纸前驱体A;将碳纸前驱体A进行碳化获得碳纸前驱体B;

对碳纸前驱体B与第二导电油墨进行浸渍-固化-碳化处理获得碳纸前驱体C,将碳纸前驱体C与第三导电油墨重复一次进行浸渍-固化-碳化处理获得碳纸前驱体D;

将碳纸前驱体D进行石墨化获得碳纸;

其中,第一导电油墨、第二导电油墨、第三导电油墨的制备过程均为将原纤维、导电颗粒、树脂材料与有机溶剂混合获得;

浸渍-固化-碳化处理的过程为:将碳纸前驱体浸入导电油墨中,通过真空浓缩的方法使导电油墨中的溶质与碳纸前驱体复合,再加热至150~200℃进行固化,然后加热进行碳化。

2.如权利要求1所述的高碳含量燃料电池气体扩散层用碳纸的制备方法,其特征是,原纤维、导电颗粒、树脂材料与有机溶剂的混合方式为搅拌后超声处理;

优选的,搅拌速度为800~1000r/min;

优选的,超声处理的频率为400~500KHz。

3.如权利要求1所述的高碳含量燃料电池气体扩散层用碳纸的制备方法,其特征是,原纤维采用酸溶液进行处理。

4.如权利要求1所述的高碳含量燃料电池气体扩散层用碳纸的制备方法,其特征是,将原纤维加入至树脂材料的溶液中,搅拌,然后添加导电颗粒搅拌获得导电油墨。

5.如权利要求1所述的高碳含量燃料电池气体扩散层用碳纸的制备方法,其特征是,第二导电油墨、第三导电油墨的均浓度低于第一导电油墨的浓度;

或,第一导电油墨、第二导电油墨、第三导电油墨的浓度依次降低。

6.如权利要求1所述的高碳含量燃料电池气体扩散层用碳纸的制备方法,其特征是,第一导电油墨中的溶质与碳纤维纸复合时的超声时间为2~10min;

或,碳化温度为800~1000℃。

7.如权利要求1所述的高碳含量燃料电池气体扩散层用碳纸的制备方法,其特征是,获得碳纸前驱体B的低温碳化时间为2~3h;

或,真空浓缩的温度为60~80℃。

8.如权利要求1所述的高碳含量燃料电池气体扩散层用碳纸的制备方法,其特征是,固化时间为20~40min;

或,石墨化的温度为2500~3000℃。

9.一种碳纸,其特征是,由权利要求1~8任一所述的制备方法获得。

10.一种权利要求9所述的碳纸在高碳燃料电池气体扩散层中的应用。