聚合物电解质燃料电池气体扩散层碳基材制备方法，其制备的碳基材及该碳基材制备系统

摘要

制备用于聚合物电解质型燃料电池气体扩散层的碳基材的方法，用该方法制成的碳基材，以及制备该碳基材的系统。制备本发明碳基材的方法包括氧化碳前体纤维预成网形成过程，用于形成包括氧化碳前体短纤维和结合用短纤维的氧化碳前体纤维预成网；浸渍过程，用包含热固性树脂和碳质填料的浆液浸渍该氧化碳前体纤维预成网，并干燥该浸渍过的预成网，得到氧化碳前体纤维网；固化过程，施加热和压力到浸渍有热固性树脂和碳质填料的氧化碳前体纤维网上，以固化热固性树脂并压制该氧化碳前体纤维网；以及碳化过程，在惰性氛围下加热该氧化碳前体纤维网，从而稳定和碳化该氧化碳前体短纤维，得到碳基材。本发明利用碳前体短纤维和结合用短纤维的结合可取得多种技术效果，该碳前体短纤维为氧化形式且具有低延展性和高劲度，来作为碳前体短纤维，该结合用短纤维由优异延展性和结合力的聚合物树脂构成，具有约300℃或低于300℃的熔点。

主权项

一种制备用于聚合物电解质型燃料电池气体扩散层的碳基材的方法，该方法包括：氧化碳前体纤维预成网形成过程，用于形成包括氧化碳前体短纤维和结合用短纤维的氧化碳前体纤维预成网；浸渍过程，用于用包含热固性树脂和碳质填料的浆液浸渍该氧化碳前体纤维预成网，并干燥所得到的预成网，得到氧化碳前体纤维网；固化过程，用于施加热和压力到浸渍有热固性树脂和碳质填料的氧化碳前体纤维网上，以固化该热固性树脂并压制该氧化碳前体纤维网；以及碳化过程，在惰性氛围下加热该氧化碳前体纤维网，从而稳定和碳化该氧化碳前体短纤维，得到碳基材，其中氧化碳前体纤维预成网形成过程包括：开松步骤，用于均匀混合和松开氧化碳前体短纤维料团和结合用短纤维料团，并使用开松机使它们解缠；粗梳步骤，用于将氧化碳前体短纤维和结合用短纤维平行排列，并收集它们以便用粗梳机形成片状的氧化碳前体纤维预成网；交叉铺网步骤，用于从粗梳机中排放出的氧化碳前体纤维预成网堆叠成多层而得到具有所需重量的氧化碳前体纤维预成网；结合步骤，允许该氧化碳前体短纤维和结合用短纤维通过针刺用的针机械地相互缠绕以结合该氧化碳前体纤维预成网；加热压制步骤，用于通过压延预成网加热压制上述经过结合步骤的氧化碳前体纤维预成网；以及卷绕步骤，用于卷绕该氧化碳前体纤维预成网。