CN112467152A - 气体扩散层、燃料电池、加工模具及加工工艺 - Google Patents

气体扩散层、燃料电池、加工模具及加工工艺 Download PDF

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CN112467152A CN202011342699.1A CN202011342699A CN112467152A CN 112467152 A CN112467152 A CN 112467152A CN 202011342699 A CN202011342699 A CN 202011342699A CN 112467152 A CN112467152 A CN 112467152A
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黄腾达
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明公开了一种气体扩散层，所述气体扩散层用于燃料电池，并设置于所述燃料电池的催化层和流场板之间，所述气体扩散层与所述催化层连接的表面设有沟槽，所述沟槽包括开口和与所述开口相对的底部，所述开口的宽度小于所述底部的宽度。本发明还提供了一种燃料电池、加工模具和加工工艺。在本方案中，通过在气体扩散层与催化层连接的表面上设置沟槽，能够及时转移催化剂表面覆盖的水；并使沟槽的开口处宽度小于底部处宽度，能够利用毛细作用，将催化层生成的水及时转移至微孔层，再将水传输至基底层，水随着流场中的气流排出，从而避免水堵住气体传输的通道，提升燃料电池的性能。

Description

气体扩散层、燃料电池、加工模具及加工工艺
技术领域
本发明涉及一种气体扩散层、燃料电池、加工模具及加工工艺。
背景技术
在质子交换膜燃料电池中，水管理对电池性能尤为重要。一方面催化层内需保存一定量的水用于润湿质子交换膜，降低质子传导电阻；另一方面液态水量不能过多，大量液态水会阻塞气体扩散层中气体传输通道，并覆盖在催化剂表面，增大反应气扩散阻力，发生电极“水淹”现象，导致电池性能明显下降。尤其在高电流密度或高湿度的情况下，作为微细多孔介质的气体扩散层内极易被水堵塞导致气体传输受阻。
现有技术针对改善气体扩散层排水性能，一般通过调整气体扩散层中疏水粘结剂的含量或调整微孔层孔径及孔隙率的分布，来解决电池的水管理问题。若通过增加疏水粘结剂含量提高疏水性会降低气体扩散层的导电性，若通过优化疏水粘结剂含量分布情况，例如气体入口处疏水剂含量小于气体出口处含量，虽然有利于水的排出，但需匹配流场板/双极板进行定制加工。调整孔径和孔隙率的梯度分布即调整微孔层中的孔径和孔隙率，自内侧(与催化层接触侧)至外侧(与大孔基底层接触一侧)逐渐增大。一般通过微孔层的多层涂敷实现，利用机械或化学法控制每一层的孔结构，至少需要3层涂敷，每层涂敷后均需要干燥处理，工艺复杂耗时长，并且采用化学法造孔，孔径不易控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中燃料电池运行过程中气体扩散层易被水堵塞的缺陷，尤其是电池在高电流密度下或高湿度状态下运行的水-气两相传输的缺陷，提供一种气体扩散层、燃料电池、加工模具及加工工艺。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种气体扩散层，所述气体扩散层用于燃料电池，并设置于所述燃料电池的催化层和流场板之间，其特点在于，所述气体扩散层与所述催化层连接的表面设有沟槽，所述沟槽包括开口和与所述开口相对的底部，所述开口的宽度小于所述底部的宽度。
在本方案中，通过在气体扩散层与催化层连接的表面上设置沟槽，能够及时转移催化剂表面覆盖的水；并使沟槽的开口处宽度小于底部处宽度，能够利用毛细作用，将催化层生成的水及时转移至微孔层，再将水传输至基底层，水随着流场中的气流排出，从而避免水堵住气体传输的通道，提升燃料电池的性能。
较佳地，所述沟槽的宽度自所述开口至所述底部逐渐增大。
在本方案中，将沟槽的宽度设置为自开口至底部逐渐增大，能够使得液滴平顺地从开口端移动至底部，提升排水的流畅性。在具体实施时，在沟槽的开口处宽度小于底端处宽度的基础上，还可以采用其他结构形式的沟槽，比如，在开口至底端中间的过渡段为弧形段。
较佳地，所述沟槽为若干个，若干所述沟槽的尺寸相同；
或，若干所述沟槽的尺寸都不相同；
或，若干所述沟槽的尺寸不完全相同。
较佳地，所述沟槽为若干个，若干所述沟槽间隔排列；
相邻两个所述沟槽之间的间距相等；
或，相邻两个所述沟槽之间的间距都不相等；
或，相邻两个所述沟槽之间的间距不完全相等。
在本方案中，若干个沟槽的尺寸可以相同，也可以都不同，还可以不完全相同。另外，沟槽之间的间距也可以相等，可以都不相等，还可以不完全相等。其可以根据排水的需求进行相应地设置，比如在排水量较大处设置较密的沟槽，在排水量较少处设置较疏的沟槽。
较佳地，所述沟槽的深度为8-15微米。
在本方案中，沟槽的深度范围为8-15微米，可以避免当沟槽的深度大于15微米时，而导致微孔层与催化层接触电阻大，影响电池性能。
较佳地，所述沟槽的开口宽度为15-50微米。
较佳地，所述沟槽的底部宽度为20-100微米。
较佳地，相邻两个所述沟槽之间的间距为5-60微米，其中，所述间距是指相邻两个所述沟槽的相邻两个开口边之间的距离。
在具体实施时，可以根据相应的电池情况，比如规格、工作工况等，相应选择沟槽的尺寸数值。
一种燃料电池，其特点在于，所述燃料电池包括如上述的气体扩散层。
本方案中，燃料电池采用上述的气体扩散层，能够及时转移催化剂表面覆盖的水；能够利用毛细作用，将催化层生成的水及时转移至微孔层，再将水传输至基底层，水随着流场中的气流排出，从而避免水堵住气体传输的通道，提升燃料电池的性能。
较佳地，所述燃料电池还包括质子交换膜、催化层和流场板；所述质子交换膜、所述催化层、所述气体扩散层和所述流场板依次连接；所述燃料电池工作产生的水，自所述催化层流向所述气体扩散层的沟槽开口、所述气体扩散层的沟槽底部，经所述流场板排出。
在具体实施时，燃料电池的质子交换膜的两端都依次设有催化层、气体扩散层和流场板；其中一侧为阳极也即氢气极的催化层、气体扩散层和流场板，另一侧则为阴极也即氧气极(或空气)的催化层、气体扩散层和流场板。
较佳地，所述气体扩散层设置于氧气端的催化层和流场板之间。
较佳地，所述气体扩散层为两个，分别设置于氧气端的催化层和流场板之间，和氢气端的催化层和流场板之间。
在具体实施时，两侧的气体扩散层中至少阴极处的气体扩散层上设有沟槽结构；若两侧的气体扩散层都设有沟槽结构，则两侧的气体扩散层可以相同，也可以不相同。当不相同时，可以使阴极的沟槽密度大于阳极的沟槽密度，从而使阴极处能排出更多的水(相比阳极)。
一种气体扩散层的加工模具，其特点在于，所述加工模具用于制造如上述的气体扩散层，所述加工模具的端部设有凸起部，所述凸起部与所述气体扩散层上对应的所述沟槽相匹配，所述凸起部的顶端宽度大于所述凸起部的底端宽度。
较佳地，所述凸起部的宽度自所述凸起部的端部至底部逐渐减小。
较佳地，所述凸起部的高度为8-15微米。
较佳地，所述凸起部的底端宽度为15-50微米。
较佳地，所述凸起部的顶端宽度为20-100微米。
较佳地，所述凸起部为若干个，若干所述凸起部间隔设置；相邻两个所述凸起部之间的间距为5-60微米，其中，所述间距是指相邻两个所述凸起部的底边之间的距离。
在具体实施时，可以根据所需生产的气体扩散层的情况，设置相应尺寸的加工模具。
较佳地，所述加工模具为平板状结构。
较佳地，所述加工模具的厚度为0.5-1mm。
一种气体扩散层的加工工艺，其特点在于，所述加工工艺使用如上述的加工模具，所述加工工艺包括以下步骤：
S1：将所述加工模具与气体扩散层的一端对齐，并使所述加工模具的凸起部的底端与所述气体扩散层的表面齐平；其中，所述凸起部的顶端宽度大于所述凸起部的底端宽度，以使所述气体扩散层的沟槽的开口宽度小于所述沟槽的底部宽度；
S2：将所述加工模具从所述气体扩散层的一端以预设速度移动至所述气体扩散层的另一端。
较佳地，所述预设速度为3-15cm/min。
本发明的积极进步效果在于：通过在气体扩散层与催化层连接的表面上设置沟槽，能够及时转移催化剂表面覆盖的水；并使沟槽的开口处宽度小于底部处宽度，能够利用毛细作用，将催化层生成的水及时转移至微孔层，再将水传输至基底层，水随着流场中的气流排出，从而避免水堵住气体传输的通道，提升燃料电池的性能。
附图说明
图1为本发明实施提供的一种气体扩散层的结构示意图，其中气体扩散层设置于燃料电池内；
图2为本发明实施提供的一种气体扩散层的原理图；
图3为本发明实施提供的气体扩散层的结构示意图；
图4为本发明实施提供一种加工模具的结构示意图；
图5为本发明实施提供加工模具的平面示意图；
图6为本发明实施提供加工模具加工气体扩散层时的示意图；
图7为本发明实施提供加工模具加工气体扩散层时的流程图；
图8为本发明实施提供气体扩散层与现有技术中的气体扩散层的试验对比图。
附图标记说明
燃料电池 1
气体扩散层 100
沟槽 110
开口 111
底部 112
沟槽深度 d1
沟槽底部宽度 d2
沟槽开口宽度 d3
沟槽间距 d4
催化层 200
质子交换膜 300
流场板 400
加工模具 2
凸起部 210
凸起部高度 d1
凸起部顶端宽度 d2
凸起部底端宽度 d3
凸起部间距 d4
加工模具厚度 d5
液滴 3
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明实施例提供了一种气体扩散层100，气体扩散层100用于燃料电池1，气体扩散层100通常为疏水多孔介质材料，如图1所示，气体扩散层100设置于燃料电池1的催化层200和流场板400(也即双极板)之间，担当水气输运、热量传递、电子传导的载体，并在装配和运行过程中提供结构支撑。气体扩散层100通常由大孔基底层和微孔层组成。其中，基底层通常由碳纤维各向异性堆叠组成，直接与流场板400接触；微孔层由碳基粉末和憎水剂混合而成，直接与催化层200接触。气体扩散层100一方面能够传送反应气，即氢气和氧气，确保足够的反应物质快速和均匀扩散至催化层200；另一方面，气体扩散层100需将液态水自催化层200移至流场板400，以避免液态水阻塞反应物扩散通道引起传质极化增加。
如图1所示，本发明实施提供的气体扩散层100与催化层200连接的表面设有沟槽110，沟槽110包括开口111和与开口111相对的底部112，开口111的宽度小于底部112的宽度。通过在气体扩散层100与催化层200连接的表面上设置沟槽110，能够及时转移催化剂表面覆盖的水；并使沟槽110的开口111处宽度小于底部112处宽度，能够利用毛细作用，将催化层200生成的水及时转移至微孔层，再将水传输至基底层，水随着流场中的气流排出，从而避免水堵住气体传输的通道，提升燃料电池的性能。
在具体实施时，沟槽110可设置于微孔层中。
其中，上述的毛细作用是指沟槽110对液滴3具有毛细压力差作用，如图2所示，为液滴3在沟槽110中的示意图，d3为沟槽110开口宽度，d2为沟槽110底部宽度，液滴3在沟槽110受到开口111和底部112的毛细压力，毛细压力Pc的计算公式如下：
Figure BDA0002798964150000071
其中，Pc为毛细压力，σ为液滴3的表面张力，d为毛细管直径，θ为接触角。
根据毛细压力计算公式，由于沟槽110开口111宽度小于底部112宽度，即d3<d2，因此液滴3在沟槽110中受到的毛细压力P3大于P2，即沟槽110开口111处压力大于底部112处压力。利用液滴3两个曲面所受毛细压力差，再将水传输至大孔基底层，水随着流场中的气流排出。
作为一种较佳地实施方式，沟槽110的宽度自开口111至底部112逐渐增大，能够使得液滴3平顺地从开口111端移动至底部112，提升排水的流畅性。
在具体实施时，在沟槽110的开口处宽度小于底部处宽度的基础上，还可以采用其他结构形式的沟槽，比如，在开口至底部中间的过渡段为弧形段。
作为一种较佳地实施方式，沟槽110为若干个，若干沟槽110的尺寸相同。
作为另一种较佳地实施方式，沟槽110为若干个，若干沟槽110的尺寸都不相同。
作为另一种较佳地实施方式，沟槽110为若干个，若干沟槽110的尺寸不完全相同。
作为一种较佳地实施方式，沟槽110为若干个，若干沟槽110间隔排列，相邻两个沟槽110之间的间距相等。
作为另一种较佳地实施方式，沟槽110为若干个，若干沟槽110间隔排列，相邻两个沟槽110之间的间距都不相等。
作为另一种较佳地实施方式，沟槽110为若干个，若干沟槽110间隔排列，相邻两个沟槽110之间的间距不完全相等。
在具体实施时，若干个沟槽110的尺寸可以相同，也可以都不同，还可以不完全相同。另外，沟槽110之间的间距也可以相等，可以都不相等，还可以不完全相等。其可以根据排水的需求进行相应地设置，比如在排水量需求较大处设置较密的沟槽110，在排水量较少处设置较疏的沟槽110。还可以通过设置不同毛细压力差的沟槽110适应排水的需求，比如在排水需求大的地方设置毛细压力差更大的沟槽110。也可以将沟槽110的疏密和毛细压力差相结合进行相应地设置。
作为一种较佳地实施方式，如图3所示，沟槽110的深度d1为8-15微米。从而避免当沟槽110的深度大于15微米时，而导致微孔层与催化层200接触电阻大，影响电池性能。
作为一种较佳地实施方式，如图3所示，沟槽110的开口宽度d3为15-50微米。
作为一种较佳地实施方式，如图3所示，沟槽110的底部宽度d2为20-100微米。
作为一种较佳地实施方式，如图3所示，相邻两个沟槽110之间的间距d4为5-60微米，其中，间距是指相邻两个沟槽110的相邻两个开口111边之间的距离。
如图3所示，间距为第一开口边和第二开口边之间的距离，第一开口边为相邻两个沟槽中一个沟槽的开口边，第二开口边为另一个沟槽的开口边，且第一开口边和第二开口边为相邻的两边。
作为一种较佳地实施方式，如图3所示，沟槽底部宽度大于沟槽开口宽度，且小于沟槽开口宽度与沟槽间距之和，即d3<d2<d3+d4。
在具体实施时，可以根据相应的电池情况，比如规格、工作工况等，相应选择沟槽110的尺寸数值。
一种燃料电池1，如图1所示，燃料电池1包括如上述的气体扩散层100。燃料电池1采用上述的气体扩散层100，能够及时转移催化剂表面覆盖的水；能够利用毛细作用，将催化层200生成的水及时转移至微孔层，再将水传输至基底层，水随着流场中的气流排出，从而避免水堵住气体传输的通道，提升燃料电池1的性能。
作为一种较佳地实施方式，如图1所示，燃料电池1还包括质子交换膜300、催化层200和流场板400；质子交换膜300、催化层200、气体扩散层100和流场板400依次连接；燃料电池1工作产生的水，自催化层200流向气体扩散层的沟槽开口111、气体扩散层的沟槽底部112，经流场板400排出。
作为一种较佳地实施方式，燃料电池1的质子交换膜300的两端都依次设有催化层200、气体扩散层100和流场板400；其中一侧为阳极也即氢气极的催化层、气体扩散层和流场板，另一侧则为阴极也即氧气极(或空气)的催化层、气体扩散层和流场板。
作为一种较佳地实施方式，气体扩散层100设置于氧气端的催化层200和流场板400之间。
作为一种较佳地实施方式，气体扩散层100为两个，分别设置于氧气端的催化层200和流场板400之间，和氢气端的催化层200和流场板400之间。
在具体实施时，两侧的气体扩散层100中至少阴极处的气体扩散层100上设有沟槽110结构；若两侧的气体扩散层100都设有沟槽110结构，则两侧的气体扩散层100可以相同，也可以不相同。当不相同时，可以使阴极的沟槽110密度大于阳极的沟槽110密度，从而相比于阳极，能使阴极处能排出更多的水。
一种气体扩散层的加工模具2，如图4和图5所示，加工模具2用于制造如上述的气体扩散层100，具体可在气体扩散层100的微孔层表面加工得到上述气体扩散层100。如图所示，加工模具2的端部设有凸起部210，凸起部210与气体扩散层100上对应的沟槽110相匹配，凸起部210的顶端宽度大于凸起部210的底端宽度。
在具体实施时，凸起部210的顶端宽度对应于沟槽110的底端宽度，凸起部210的底端宽度对应于沟槽110的开口宽度，凸起部210的高度对应于沟槽110的深度。凸起部210从顶端至底端之间的侧壁外形对应于沟槽110的槽壁形状，从而凸起部210能对应于相应的沟槽110。
作为一种较佳地实施方式，如图5所示，凸起部210的宽度自凸起部210的端部至底部逐渐减小。
在具体实施时，凸起部210为若干个，若干凸起部210的尺寸相同；或，若干凸起部210的尺寸都不相同；或，若干凸起部210的尺寸不完全相同。若干凸起部210间隔排列，相邻两个凸起部210之间的间距相等；或，相邻两个凸起部210之间的间距都不相等；或，相邻两个凸起部210之间的间距不完全相等。可以根据所需生产的气体扩散层100的情况，设置相应尺寸的加工模具2。
作为一种较佳地实施方式，如图5所示，凸起部210的高度d1为8-15微米。
作为一种较佳地实施方式，如图5所示，凸起部210的底端宽度d3为15-50微米。
作为一种较佳地实施方式，如图5所示，凸起部210的顶端宽度d2为20-100微米。
作为一种较佳地实施方式，如图5和图4所示，凸起部210为若干个，若干凸起部210间隔设置；相邻两个凸起部210之间的间距d4为5-60微米，其中，间距是指相邻两个凸起部210的底边之间的距离。
作为一种较佳地实施方式，如图5所示，凸起部210顶端宽度大于凸起部210底端宽度，且小于凸起部210底端宽度与沟槽110间距之和，即d3<d2<d3+d4。
作为一种较佳地实施方式，如图4和图5所示，加工模具2为平板状结构，形成刮刀状结构。
作为一种较佳地实施方式，如图4所示，加工模具2的厚度d5为0.5-1mm。
一种气体扩散层的加工工艺，如图6所示，为使用上述加工模具2加工上述气体扩散层100时的示意图；如图7所示，加工工艺包括以下步骤：
S1：将加工模具2与气体扩散层100的一端对齐，并使加工模具2的凸起部210的底端与气体扩散层100的表面齐平；其中，凸起部210的顶端宽度大于凸起部210的底端宽度，以使气体扩散层100的沟槽110的开口111宽度小于沟槽110的底部112宽度；
S2：将加工模具2从气体扩散层100的一端以预设速度移动至气体扩散层100的另一端。
作为一种具体地实施方式，在步骤S1中，加工模具2的凸起部210底端与气体扩散层100的微孔层表面齐平。
作为一种较佳地实施方式，预设速度为3-15cm/min。
结合以上的气体扩散层100、加工模具2及加工工艺，提供以下具体地实施方式。
在一个具体地实施方式中，沟槽深度d1＝8μm，气体扩散层沟槽0底部宽度d2＝19μm，沟槽开口宽度d3＝15μm，沟槽之间的间距d4＝5μm；则加工模具2具有与之对应的凸起部210结构，具体凸起部的高度d1＝8μm，顶端宽度d2＝19μm，底端宽度d3＝15μm，间距d4＝5μm，加工模具2的厚度为1mm。将20cm*20cm的气体扩散层100，固定在刮刀涂布机的平板操作台上，以3cm/min的涂敷速度，由气体扩散层100的初始端(靠近刮刀的一边)涂至终端(初始端的对边)。
对具有上述沟槽110的燃料电池1和不具有沟槽的燃料电池1进行测试，其测试条件：阴极为空气，阳极为氧气，电池的运行温度为75℃，阴阳极的相对湿度均为50％，两侧均无背压，可得到如图8所示的测量结果，其中实线为具有上述沟槽110的燃料电池1的测量结果，虚线为不具有沟槽110的燃料电池1的测量结果。可见，使用本发明实施例中的具有沟槽110的气体扩散层100，能够提升燃料电池1的使用性能。
在另一个具体地实施方式中，沟槽深度d1＝10μm，气体扩散层100沟槽底部宽度d2＝30μm，沟槽开口宽度d3＝20μm，沟槽之间的间距d4＝30μm。则加工模具2具有与之对应的凸起部210结构，以及加工模具2的厚度为0.8mm。将20cm*20cm的气体扩散层100，固定在刮刀涂布机的平板操作台上，以8cm/min的涂敷速度，由气体扩散层100的初始端(靠近刮刀的一边)涂至终端(初始端的对边)。
在另一个具体地实施方式中，沟槽深度d1＝15μm；第一列的气体扩散层沟槽底部宽度d2＝100μm，沟槽开口宽度d3＝50μm，沟槽之间的间距d4＝60μm；第二列的气体扩散层沟槽底部宽度d2＝40μm，沟槽开口宽度d3＝25μm，沟槽之间的间距d4＝60μm。则加工模具2具有与之对应的凸起部210结构，以及加工模具2的厚度为0.5mm。将20cm*20cm的气体扩散层100，固定在刮刀涂布机的平板操作台上，以15cm/min的涂敷速度，由气体扩散层100的初始端(靠近刮刀的一边)涂至终端(初始端的对边)。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种气体扩散层，所述气体扩散层用于燃料电池，并设置于所述燃料电池的催化层和流场板之间，其特征在于，所述气体扩散层与所述催化层连接的表面设有沟槽，所述沟槽包括开口和与所述开口相对的底部，所述开口的宽度小于所述底部的宽度。
2.如权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述沟槽的宽度自所述开口至所述底部逐渐增大。
3.如权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述沟槽为若干个，若干所述沟槽的尺寸相同；
或，若干所述沟槽的尺寸都不相同；
或，若干所述沟槽的尺寸不完全相同。
4.如权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述沟槽为若干个，若干所述沟槽间隔排列；
相邻两个所述沟槽之间的间距相等；
或，相邻两个所述沟槽之间的间距都不相等；
或，相邻两个所述沟槽之间的间距不完全相等。
5.如权利要求1-4中任一项所述的气体扩散层，其特征在于，所述沟槽的深度为8-15微米；
和/或，所述沟槽的开口宽度为15-50微米；
和/或，所述沟槽的底部宽度为20-100微米。
6.如权利要求1-4中任一项所述的气体扩散层，其特征在于，相邻两个所述沟槽之间的间距为5-60微米，其中，所述间距是指相邻两个所述沟槽的相邻两个开口边之间的距离。
7.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括如权利要求1-6中任一项所述的气体扩散层。
8.如权利要求7所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料电池还包括质子交换膜、催化层和流场板；所述质子交换膜、所述催化层、所述气体扩散层和所述流场板依次连接；所述燃料电池工作产生的水，自所述催化层流向所述气体扩散层的沟槽开口、所述气体扩散层的沟槽底部，经所述流场板排出。
9.如权利要求8所述的燃料电池，其特征在于，所述气体扩散层设置于氧气端的催化层和流场板之间；
或，所述气体扩散层为两个，分别设置于氧气端的催化层和流场板之间，和氢气端的催化层和流场板之间。
10.一种气体扩散层的加工模具，其特征在于，所述加工模具用于制造如权利要求1-6中任意一项所述的气体扩散层，所述加工模具的端部设有凸起部，所述凸起部与所述气体扩散层上对应的沟槽相匹配，所述凸起部的顶端宽度大于所述凸起部的底端宽度。
11.如权利要求10所述的气体扩散层的加工模具，其特征在于，所述凸起部的高度为8-15微米；所述凸起部的底端宽度为15-50微米；所述凸起部的顶端宽度为20-100微米。
12.如权利要求10所述的气体扩散层的加工模具，其特征在于，所述凸起部为若干个，若干所述凸起部间隔设置；相邻两个所述凸起部之间的间距为5-60微米，其中，所述间距是指相邻两个所述凸起部的相邻两个底边之间的距离。
13.如权利要求10所述的气体扩散层的加工模具，其特征在于，所述加工模具为平板状结构；
优选的，所述加工模具的厚度为0.5-1毫米。
14.一种气体扩散层的加工工艺，其特征在于，所述加工工艺使用如权利要求10-13中任意一项所述的气体扩散层的加工模具，所述加工工艺包括以下步骤：
S1：将所述加工模具与气体扩散层的一端对齐，并使所述加工模具的凸起部的底端与所述气体扩散层的表面齐平；其中，所述凸起部的顶端宽度大于所述凸起部的底端宽度，以使所述沟槽的开口宽度小于所述沟槽的底部宽度；
S2：将所述加工模具从所述气体扩散层的一端以预设速度移动至所述气体扩散层的另一端；
优选的，所述预设速度为3-15cm/min。
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