CN112421059A - 一种气体扩散层及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体扩散层及制备方法，该气体扩散层的制备方法包括将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，得到碳纤维基材；对所述碳纤维基材进行处理，得到导电多孔质基材；在所述导电多孔质基材上形成疏水层，得到疏水的导电多孔质基材；在疏水的导电多孔质基材上形成微孔层，得到气体扩散层。在制备碳纤维基材的过程中，直接将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，以使导电材料能够均布分布在碳纤维基材的内部，使得导电材料和碳纤维能够更好地结合，从而使碳纤维基材的整体具有导电性，进而提高了气体扩散层的性能。并且本申请能够避免因涂覆导向材料而造成的时间消耗，从而能够节省生产时间，提高生产效率。

Description

一种气体扩散层及制备方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种气体扩散层及制备方法。
背景技术
气体扩散层在燃料电池中起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的重要作用。传统的气体扩散层包括碳纤维基材以及涂覆在碳纤维基材上的微孔层，由于气体扩散层需要具有良好的导电性，因此需要对碳纤维基材进行导电处理。传统的做法是在碳纤维基材的表面涂覆一层导电材料，使得碳纤维基材具有导电性。可见，传统的做法只能使碳纤维基材的表面具有导电性，而不能使碳纤维基材的整体具有导电性，从而影响气体扩散层的性能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种气体扩散层及制备方法，旨在解决现有技术中的导电处理只能使碳纤维基材的表面具有导电性，而不能使碳纤维基材的整体具有导电性，从而影响气体扩散层的性能的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种气体扩散层的制备方法，包括：
将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，得到碳纤维基材；
对所述碳纤维基材进行处理，得到导电多孔质基材；
在所述导电多孔质基材上形成疏水层，得到疏水的导电多孔质基材；
在疏水的导电多孔质基材上形成微孔层，得到气体扩散层。
优选地，将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，得到碳纤维基材包括：
对碳纤维进行短切处理，得到短切碳纤维；
对所述短切碳纤维进行分散处理，得到碳纤维悬浮浆料；
将导电材料加入至所述碳纤维悬浮浆料中，得到原纸浆料；
对所述原纸浆料进行成型处理，得到碳纤维基材。
优选地，对所述短切碳纤维进行分散处理，得到碳纤维悬浮浆料包括：
将所述短切碳纤维放入溶液中，得到碳纤维混合物，其中，所述溶液包括分散剂、消泡剂以及增调剂；
以预设速度对所述碳纤维混合物搅拌预设时间，得到碳纤维悬浮浆料。
优选地，将导电材料加入至所述碳纤维悬浮浆料中，得到原纸浆料包括：
将所述碳纤维悬浮浆料加热至预设温度；
将导电材料、粘接剂以及胶液加入至加热后的碳纤维悬浮浆料中；
以预设速度对混合后的碳纤维悬浮浆料搅拌预设时间；
以预设速度对搅拌后的碳纤维悬浮浆料分散预设时间；
将分散后的碳纤维悬浮浆料冷却至预设温度；
以预设速度对冷却后的碳纤维悬浮浆料搅拌预设时间，得到原纸浆料。
优选地，对所述原纸浆料进行成型处理，得到碳纤维基材包括：
通过斜网成型器对所述原纸浆料进行成型，得到初始的碳纤维基材；
对初始的碳纤维基材进行施胶，得到碳纤维基材。
优选地，对所述碳纤维基材进行处理，得到导电多孔质基材包括：
对碳纤维基材进行干燥处理；
对干燥后的碳纤维基材进行热处理；
对热处理后的碳纤维基材进行高温碳化处理，得到导电多孔质基材。
优选地，在所述导电多孔质基材上形成疏水层，得到疏水的导电多孔质基材包括：
将导电多孔质基材放入疏水剂中进行浸渍处理；
对浸渍后的导电多孔质基材进行干燥处理；
对干燥后的导电多孔质基材进烧结处理，得到疏水的导电多孔质基材。
优选地，在疏水的导电多孔质基材上形成微孔层，得到气体扩散层包括：
制备微孔层浆料；
将所述微孔层浆料粘附在疏水的导电多孔质基材上；
对粘附后的疏水的导电多孔质基材进行干燥处理；
对干燥后的疏水的导电多孔质基材进行烧结处理，得到气体扩散层。
优选地，制备微孔层浆料包括：
将碳材料、增稠剂、疏水剂加入液体中，得到多孔材料混合物；
以预设速度对所述多孔材料混合物搅拌预设时间；
以预设速度对搅拌后的多孔材料混合物分散预设时间，得到微孔层浆料。
一种气体扩散层，包括从上至下依次层叠的微孔层、第一疏水层、导电多孔质基材以及第二疏水层，所述气体扩散层的厚度为80μm-300μm，拉伸强度为8MPa-30MPa，体电阻为3mΩ·cm2-10mΩ·cm2，孔隙率为35%以上，接触角为100°-150°。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本申请在制备碳纤维基材的过程中，直接将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，以使导电材料能够均布分布在碳纤维基材的内部，使得导电材料和碳纤维能够更好地结合，从而使碳纤维基材的整体具有导电性，进而提高了气体扩散层的性能。并且本申请能够避免因涂覆导向材料而造成的时间消耗，从而能够节省生产时间，提高生产效率。并且本申请通过紧密贴合的碳纤维基材、疏水层以及微孔层，使得制备的气体扩散层不易掉粉，在一定压力下不易产生裂缝，从而提高了气体扩散层的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是根据本发明的一个实施例的气体扩散层的制备方法的流程图；
图2是根据本发明的一个实施例的得到碳纤维基材步骤的流程图；
图3是根据本发明的一个实施例的得到导电多孔质基材步骤的流程图；
图4是根据本发明的一个实施例的得到疏水的导电多孔质基材步骤的流程图；
图5是根据本发明的一个实施例的得到气体扩散层步骤的流程图；
图6是根据本发明的一个实施例的气体扩散层的示意图。
10、气体扩散层；1、微孔层；2、第一疏水层；3、导电多孔质基材；4、第二疏水层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示，本实施例提供了一种气体扩散层的制备方法，该制备方法具体包括以下步骤：
S100，将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，得到碳纤维基材。
如图2所示，S100具体包括以下步骤：
S101，对碳纤维进行短切处理，得到短切碳纤维。
具体地，通过短切机对碳纤维长丝进行短切，得到短切碳纤维。
进一步地，短切碳纤维的长度为3mm-10mm。如此设置，能够避免因短切碳纤维的长度太短而导致生产短切碳纤维的成本较高。同时能够避免因短切碳纤维的长度太长而导致短切碳纤维的分散效果较差，从而影响碳纤维基材的性能。
S102，对短切碳纤维进行分散处理，得到碳纤维悬浮浆料。
具体地，将短切碳纤维放入溶液中，得到碳纤维混合物，其中，溶液包括分散剂、消泡剂以及增调剂；以预设速度对碳纤维混合物搅拌预设时间，得到碳纤维悬浮浆料。
进一步地，碳纤维混合物中的碳纤维浓度不超过0.02%。
S103，将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，得到原纸浆料。
具体地，将碳纤维悬浮浆料加热至预设温度。如此设置，能够使碳纤维悬浮浆料中的固体粘度变低，使得碳纤维悬浮浆料中的固体更容易分散。将导电材料、粘接剂以及胶液加入至加热后的碳纤维悬浮浆料中。以预设速度对混合后的碳纤维悬浮浆料搅拌预设时间。以预设速度对搅拌后的碳纤维悬浮浆料分散预设时间。将分散后的碳纤维悬浮浆料冷却至预设温度。如此设置，能够使分散后的碳纤维悬浮浆料发生水合反应，使得碳纤维悬浮浆料中的固体分散更均匀，从而保证碳纤维基材的性能。以预设速度对冷却后的碳纤维悬浮浆料搅拌预设时间，得到原纸浆料。
S104，对原纸浆料进行成型处理，得到碳纤维基材。
具体地，通过斜网成型器对原纸浆料进行成型，得到初始的碳纤维基材。对初始的碳纤维基材进行施胶，得到碳纤维基材。
进一步地，通过施胶机对初始的碳纤维基材的上表面进行施胶，通过抽吸机使初始的碳纤维基材的上表面的胶液能够更好地渗透至初始的碳纤维基材的下表面，使得均布分布在碳纤维基材内部的胶液能够将整个碳纤维基材更好地粘合在一起，从而提高了碳纤维基材的性能。
S200，对碳纤维基材进行处理，得到导电多孔质基材。
如图3所示，S200具体包括以下步骤：
S201，对碳纤维基材进行干燥处理。
在50℃~150℃的温度条件下对浸渍后的碳纤维基材干燥1h-5h。
具体地，在50℃~150℃的温度条件下对浸渍后的碳纤维基材干燥5min-30min。干燥处理的温度为50℃~150℃，能够避免因干燥处理的温度过低而导致碳纤维基材干燥的时间较长，从而影响气体扩散层的生产效率的问题；同时能够避免因干燥处理的温度过高而导致碳纤维基材的表面容易结膜，使得碳纤维基材内部的溶剂无法被干燥，从而影响气体扩散层的良品率的问题。干燥处理的时间为5min-30min，能够避免因干燥处理的时间过短而导致碳纤维基材干燥不完全，从而影响气体扩散层的性能的问题；同时能够避免因干燥处理的时间过长而影响气体扩散层的生产效率。
S202，对干燥后的碳纤维基材进行热处理。
在200℃~400℃的温度条件下对干燥后的碳纤维基材烧结3min-30min，其中，烧结时的气氛为空气。
具体地，在200℃~400℃的温度条件下对干燥后的碳纤维基材处理3min-30min。热处理的温度为200℃~400℃，能够避免因热处理的温度过低而导致碳纤维基材的反应不完全，从而影响气体扩散层的性能的问题；同时能够避免因热处理的温度过高而导致碳纤维基材燃烧。热处理的时间为3min-30min，能够避免因热处理的时间过短而导致碳纤维基材的反应不完全，从而影响气体扩散层的性能的问题；同时能够避免因热处理的时间过长而影响气体扩散层的生产效率。
S203，对热处理后的碳纤维基材进行高温碳化处理，得到导电多孔质基材。
在1000℃~2000℃的温度条件下对热处理后的碳纤维基材碳化0.2h~2h，其中，碳化时的气氛为保护气。
具体地，在1000℃~2000℃的温度条件下对热处理后的碳纤维基材碳化0.2h~2h。碳化处理的温度为1000℃~2000℃，能够避免因碳化处理的温度过低而导致碳纤维基材的反应不完全，从而影响气体扩散层的性能的问题；同时能够避免因碳化处理的温度过高而导致碳化炉功耗较高的问题。碳化处理的时间为0.2h~2h，能够避免因碳化处理的时间过短而导致碳纤维基材的反应不完全，从而影响气体扩散层的性能的问题；同时能够避免因碳化处理的时间过长而导致碳化炉功耗较高的问题。
具体地，保护气包括但不限于氮气、氩气、氦气中的任意一种。
S300，在导电多孔质基材上形成疏水层，得到疏水的导电多孔质基材。
如图4所示，S300具体包括以下步骤：
S301，将导电多孔质基材放入疏水剂中进行浸渍处理。
具体地，通过收放卷系统使导电多孔质基材依次经过浸渍槽内的疏水剂、挤水辊、干燥炉以及烧结炉。通过挤水辊能够去除导电多孔质基材上多余的疏水剂，使得导电多孔质基材上的疏水剂能够控制在一定范围内，从而保证气体扩散层的性能。
进一步地，经过浸渍槽后的导电多孔质基材的表面不接触干燥炉。
疏水剂的固含量为1%-20%，如此设置，能够避免因疏水剂的固含量太少而导致疏水剂的粘度较低，使得疏水剂的上料量较低，从而影响气体扩散层的性能。同时能够避免因疏水剂的固含量太高而导致疏水剂的粘度较大，使得疏水剂的上料量较大，从而影响气体扩散层的性能的问题。
S302，对浸渍后的导电多孔质基材进行干燥处理。
S303，对干燥后的导电多孔质基材进烧结处理，得到疏水的导电多孔质基材。
S400，在疏水的导电多孔质基材上形成微孔层，得到气体扩散层。
如图5所示，S400具体包括以下步骤：
S401，制备微孔层浆料。
具体地，将多孔材料、增稠剂、疏水剂加入液体中，得到多孔材料混合物；以预设速度对多孔材料混合物搅拌预设时间；以预设速度对搅拌后的多孔材料混合物分散预设时间，得到微孔层浆料。如此设置，能够使微孔层浆料均匀粘附在疏水的导电多孔质基材上，使得微孔层和质子交换膜能够紧密贴合，能够减小微孔层和质子交换膜之间的接触电阻，从而增强燃料电池的性能。
微孔层浆料的固含量为5%-25%。如此设置，能够避免因微孔层浆料的固含量太少而导致微孔层浆料的粘度较低，使得微孔层浆料的上料量较低，从而影响气体扩散层的性能的问题；同时能够避免因微孔层浆料的固含量太高而导致微孔层浆料的粘度较大，使得微孔层浆料的上料量较大，从而影响气体扩散层的性能的问题。
S402，将微孔层浆料粘附在疏水的导电多孔质基材上。
具体地，利用刮涂、超声喷涂、丝网印刷、浸渍和转印、化学气相沉积和物理气相沉积中的至少一种方式，将微孔层浆料粘附在疏水的导电多孔质基材上。
S403，对粘附后的疏水的导电多孔质基材进行干燥处理。
S404，对干燥后的疏水的导电多孔质基材进行烧结处理，得到气体扩散层。
具体地，通过收放卷系统使粘附后的疏水的导电多孔质基材依次经过干燥炉和烧结炉。
进一步地，疏水的导电多孔质基的涂覆面不接触干燥炉和烧结炉。
本实施例在制备碳纤维基材的过程中，直接将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，以使导电材料能够均布分布在碳纤维基材的内部，使得导电材料和碳纤维能够更好地结合，从而使碳纤维基材的整体具有导电性，进而提高了气体扩散层的性能。并且本实施例能够避免因涂覆导向材料而造成的时间消耗，从而能够节省生产时间，提高生产效率。并且本实施例通过紧密贴合的碳纤维基材、疏水层以及微孔层，使得制备的气体扩散层不易掉粉，在一定压力下不易产生裂缝，从而提高了气体扩散层的使用寿命。
碳纤维选用导电性良好的T300或T700强度碳纤维。
胶液包括以下任意之一：淀粉、改性淀粉、动物胶、改性纤维素、壳聚糖及其改性物、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、烷基烯酮二聚体、聚氨酯、苯乙烯-马来酸酐、苯乙烯丙烯酸共聚物以及苯乙烯丙烯酸酯聚合物。
导电材料包括但不限于石墨烯、石墨、碳纳米管以及炭粉中的任意一种。
增稠剂包括但不限于羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇以及聚丙烯酰胺中的任意一种。
粘接剂包括但不限于环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯以及含乙烯聚合物的热熔粘结剂中的任意一种。
疏水剂包括但不限于聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚硅氮烷树脂中的任意一种。
如图6所示，在一个实施例中，提供了一种气体扩散层10，包括从上至下依次层叠的微孔层1、第一疏水层2、导电多孔质基材3以及第二疏水层4，气体扩散层10的厚度为80μm-300μm，气体扩散层10的拉伸强度为8MPa-30MPa，气体扩散层10的体电阻为3mΩ·cm2-10mΩ·cm2，气体扩散层10的孔隙率为35%以上，气体扩散层10的接触角为100°-150°。
下面结合实施例对本发明进一步详细说明。
实施一：
碳纤维选择T300或T700强度的碳纤维10Kg，对碳纤维进行短切处理，得到长度为6mm的短切碳纤维，短切碳纤维首先经过料仓自动进入带搅拌器的分散罐中，向分散罐中加入水、分散剂、消泡剂以及增稠剂，得到碳纤维混合物。其中，碳纤维混合物中的碳纤维浓度不超过0.02%。以100rpm的速度对分散罐中的碳纤维混合物搅拌1h，使得碳纤维混合物中的短切碳纤维完全分散为单根碳纤维，得到碳纤维悬浮浆料。将碳纤维悬浮浆料加热至80℃-90℃，将1.3Kg-2.3Kg碳粉、1Kg-2Kg环氧树脂、1Kg-2Kg改性物等天然高分子表面施胶剂混合均匀后加入至加热后的12Kg-18Kg碳纤维悬浮浆料中。以1000rpm的速度对混合后的碳纤维悬浮浆料搅拌1h，以4000rpm的速度对混合后的碳纤维悬浮浆料分散3h，将分散后的碳纤维悬浮浆料冷却至25℃，以300rpm的速度对冷却后的碳纤维悬浮浆料搅拌1h，得到分散均匀的原纸浆料。将原纸浆料抽吸至斜网成型器上，斜网成型器采用40目的成型网带，使初始的碳纤维基材能够整体均匀。对初始的碳纤维基材进行施胶（上施胶，下抽吸），得到碳纤维基材，通过收放卷系统使碳纤维基材依次经过温度为70℃的干燥炉干燥5min-20min、温度为360℃的烧结炉烧结5min-30min以及温度为2000℃的氮气氛碳化炉碳化20min-50min，得到导电多孔质基材。通过收放卷系统使导电多孔质基材依次经过浓度为2%-15%的聚四氟乙烯分散液浸渍槽、温度为70℃的干燥炉干燥5min-20min、温度为360℃的烧结炉烧结5min-30min，得到疏水的导电多孔质基材。
将1Kg-2Kg碳黑、0.2Kg-1Kg聚四氟乙烯悬浮液和0.1Kg-0.6Kg纤维素混合均匀后加入13Kg-19Kg水中，得到碳黑混合物；以2000rpm的速度对碳黑混合物搅拌1h，再以4000rpm的速度对搅拌后的碳黑混合物分散3h，得到分散均匀的微孔层浆料。通过调节涂布机的涂布头厚度，使微孔层浆料以20μm-200μm的厚度均匀涂覆在疏水的导电多孔质基材一面，通过收放卷系统使涂覆后的疏水的导电多孔质依次经过温度为80℃的干燥炉干燥5min-20min、温度为365℃的烧结炉烧结10min-60min，其中，疏水的导电多孔质基的涂覆面不接触干燥炉和烧结炉。
本实施例得到的气体扩散层和水的接触角为150°，气体扩散层在0.6MPa压力下的体电阻为5.5mΩ•cm2、气体扩散层的拉伸强度为13MPa。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种气体扩散层的制备方法，其特征在于，包括：
将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，得到碳纤维基材；
对所述碳纤维基材进行处理，得到导电多孔质基材；
在所述导电多孔质基材上形成疏水层，得到疏水的导电多孔质基材；
在疏水的导电多孔质基材上形成微孔层，得到气体扩散层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将导电材料加入至碳纤维悬浮浆料中，得到碳纤维基材包括：
对碳纤维进行短切处理，得到短切碳纤维；
对所述短切碳纤维进行分散处理，得到碳纤维悬浮浆料；
将导电材料加入至所述碳纤维悬浮浆料中，得到原纸浆料；
对所述原纸浆料进行成型处理，得到碳纤维基材。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：对所述短切碳纤维进行分散处理，得到碳纤维悬浮浆料包括：
将所述短切碳纤维放入溶液中，得到碳纤维混合物，其中，所述溶液包括分散剂、消泡剂以及增调剂；
以预设速度对所述碳纤维混合物搅拌预设时间，得到碳纤维悬浮浆料。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：将导电材料加入至所述碳纤维悬浮浆料中，得到原纸浆料包括：
将所述碳纤维悬浮浆料加热至预设温度；
将导电材料、粘接剂以及胶液加入至加热后的碳纤维悬浮浆料中；
以预设速度对混合后的碳纤维悬浮浆料搅拌预设时间；
以预设速度对搅拌后的碳纤维悬浮浆料分散预设时间；
将分散后的碳纤维悬浮浆料冷却至预设温度；
以预设速度对冷却后的碳纤维悬浮浆料搅拌预设时间，得到原纸浆料。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：对所述原纸浆料进行成型处理，得到碳纤维基材包括：
通过斜网成型器对所述原纸浆料进行成型，得到初始的碳纤维基材；
对初始的碳纤维基材进行施胶，得到碳纤维基材。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：对所述碳纤维基材进行处理，得到导电多孔质基材包括：
对碳纤维基材进行干燥处理；
对干燥后的碳纤维基材进行热处理；
对热处理后的碳纤维基材进行高温碳化处理，得到导电多孔质基材。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在所述导电多孔质基材上形成疏水层，得到疏水的导电多孔质基材包括：
将导电多孔质基材放入疏水剂中进行浸渍处理；
对浸渍后的导电多孔质基材进行干燥处理；
对干燥后的导电多孔质基材进烧结处理，得到疏水的导电多孔质基材。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在疏水的导电多孔质基材上形成微孔层，得到气体扩散层包括：
制备微孔层浆料；
将所述微孔层浆料粘附在疏水的导电多孔质基材上；
对粘附后的疏水的导电多孔质基材进行干燥处理；
对干燥后的疏水的导电多孔质基材进行烧结处理，得到气体扩散层。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：制备微孔层浆料包括：
将多孔材料、增稠剂、疏水剂加入液体中，得到多孔材料混合物；
以预设速度对所述多孔材料混合物搅拌预设时间；
以预设速度对搅拌后的多孔材料混合物分散预设时间，得到微孔层浆料。
10.一种气体扩散层，其特征在于，包括从上至下依次层叠的微孔层、第一疏水层、导电多孔质基材以及第二疏水层，所述气体扩散层的厚度为80μm-300μm，拉伸强度为8MPa-30MPa，体电阻为3mΩ·cm2-10mΩ·cm2，孔隙率为35%以上，接触角为100°-150°。
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