CN114204052B - 一种燃料电池高均匀性ccm连续涂布工艺 - Google Patents

一种燃料电池高均匀性ccm连续涂布工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池CCM制备工艺，首先分别制备阳极低浓度催化剂浆料和阴极高浓度催化剂浆料，低浓度催化剂浆料首先涂布于质子交换膜的A面，并烘干后制成CCM的阳极侧，再将高浓度催化剂浆料涂布于质子交换膜的B面，并烘干后作为其阴极侧，最终制成阴阳极可区分的CCM；其中，针对低浓度催化剂浆料的烘干方式为先进入烘道使其处于凝胶态后再进行热压；针对高浓度催化剂浆料的烘干方式为隧道烘干；可以区分CCM阴阳极同时，相对改善CCM涂层的均匀性，以提高合格率，减少浪费现象。

Description

一种燃料电池高均匀性CCM连续涂布工艺
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池高均匀性CCM连续涂布工艺。
背景技术
燃料电池CCM是燃料电池重要组件之一，主要工艺是在质子交换膜上涂覆催化剂浆料，烘干后形成CCM，在现有CCM制备工艺中，其表面均匀性一直是本领域重点研发技术之一，同时针对CCM阴阳极，本领域中，大多通过担量的高低来区分阴阳极，即担量高的为阴极侧，担量低的为阳极侧，但是在CCM的制备工艺中，担量的高低把控难度较大，由于要求CCM两侧的浆料担量不同，所以浆料在出料时需要针对出料量、涂布速度、涂布次数等参数进行严格的调控，机械设备对于微量的调节度不敏感，所以往往需要进行无数次的实验调控来得到适合的制备工艺，从而获得表面均一的CCM。
另一方面，在CCM制备过程中，催化剂浆料本身具有一定的流动性，其被涂覆至质子交换膜上后，在膜的不断传送过程中，会出现微观上的流动现象，此时将会影响涂层表面的均匀性；为了减少浆料的流动，在制备催化剂浆料时，可以提高浆料的浓度，但是浓度较大的浆料，由于其本身流动性较差且表面张力较大，所以浆料搅拌后依旧存在较多颗粒物，并且再结合浆料在质子膜表面黏附力弱的问题，所以导致最终CCM表面出现颗粒物、针孔、瑕疵等均匀性问题，直接影响CCM合格率。
现有技术中为解决上述问题，大多采用制备薄层涂层的CCM或者采用多次涂覆工艺并结合CCD检测设备来提高CCM合格率，但是薄层涂层不符合实际性能要求，多次涂覆的方式虽然可以改善均匀性问题，但是每次涂覆时的膜溶胀、催化层裂纹等问题也是现有领域的技术难题，并且后续采用CCD检测只能提高最终成品的合格率，而不能缩减失败率，最终也会造成一定程度的浪费现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料电池CCM制备工艺，其优点在于，可以区分CCM阴阳极同时，相对改善CCM涂层的均匀性，以提高合格率，减少浪费现象。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种燃料电池CCM制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、制备阳极低浓度催化剂浆料和阴极高浓度催化剂浆料：
阳极低浓度催化剂浆料：将催化剂、粘结剂及分散剂混合，分散，采用真空消泡工艺制备低浓度催化剂浆料，低浓度催化剂浆料各组分质量比为催化剂∶粘结剂∶分散剂为1∶5-10∶80-100；
阴极高浓度催化剂浆料：将催化剂、粘结剂、增稠剂及分散剂混合，分散，采用真空消泡工艺制备高浓度催化剂浆料，高浓度催化剂浆料各组分质量比为催化剂∶分散剂∶增稠剂∶分散剂为1∶5-10∶2-6∶30-50；
步骤二、采用卷对卷涂布设备将阳极低浓度催化剂浆料、阴极高浓度催化剂浆料分别置于其阳极供料系统、阴极供料系统中，所述阴极供料系统包括浆料缓冲区；沿传送方向，阳极低浓度催化剂浆料首先涂布于质子交换膜的A面，并烘干后制成CCM的阳极侧，再将阴极高浓度催化剂浆料经过浆料缓冲区碾磨后，涂布于质子交换膜的B面，并烘干后作为其阴极侧，最终制成阴阳极可区分的CCM；
其中，针对低浓度催化剂浆料的烘干方式为先进入烘道使其处于凝胶态后再进行热压，所述凝胶态是溶剂含量为1-50wt％的状态。
本发明进一步设置为：所述阴极高浓度催化剂浆料和阳极低浓度催化剂浆料中的催化剂均为40-70％的Pt/C催化剂。
本发明进一步设置为：所述粘结剂为5-10wt％的全氟磺酸树脂溶液；所述增稠剂为丙三醇、乙二醇、乙酸乙酯其中一种或多种；所述分散剂为乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇中的一种或多种。
本发明进一步设置为：所述涂布工艺为：涂布速度5-10m/min，涂布湿厚200-500μm。
本发明进一步设置为：步骤二中，针对阳极低浓度催化剂浆料；烘道长度为3-6m，烘道温度为40-80℃，热压温度为60-90℃，热压压力为5-10MPa；针对阴极高浓度催化剂浆料，隧道烘箱长度为8-15m，隧道温度为40-80℃。
本发明进一步设置为：低浓度催化剂浆料涂布于质子交换膜的A面并经过烘道烘干成为凝胶态后，先在其表面铺设离心PET膜后再进行热压。
本发明进一步设置为：所述浆料缓冲区包括硬质管道，所述硬质管道的进料端与阴极催化剂浆料供料系统的出料端连通，所述硬质管道的出料端与卷对卷涂布设备中的涂布模头连通，所述硬质管道内沿浆料的流动方向依次设有可转动的制动筛板、与制动筛板抵触的静筛板、转动叶片组以及弧形筛板，所述转动叶片组可将积留在弧形筛板上的浆料刮除并运送至静筛板和制动筛板处。
本发明进一步设置为：所述制动筛板为转动设置在硬质管道内的桶件，所述桶件靠近静筛板的一端面为滤孔端，所述滤孔端呈外凸式与静筛板抵触。
本发明进一步设置为：所述制动筛板孔目数＜静筛板孔目数＜弧形筛板孔目数。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、与现有技术中阴阳极采用同一种催化剂浆料的方式不同，本工艺分别采用了高、低浓度催化剂浆料作为阴极催化剂浆料和阳极催化剂浆料，采用添加了增稠剂的高浓度催化剂浆料制备CCM的涂层以改善涂层均匀性问题，同时高浓度浆料上料至涂布模头前经过浆料缓冲区实现浆料的进一步细腻化处理，在有效提高浆料本身粘稠度、浓度，以提高涂层均匀性的同时，大幅度缩减高浓度浆料中颗粒物团聚现象，进一步保证了涂层的均匀性；同时针对低浓度催化剂浆料，率先采用隧道烘干的方式，使其传送经过长度较短的隧道烘箱并在较低的风压下达到凝胶态，以减小浆料流动现象，之后采用热压烘干的方式实现快速烘干效果，并且给予一定的热压力，迫使低浓度催化剂浆料在复合膜上快速定型，有效解决了低浓度催化剂浆料传送过程中的流动导致涂层不均匀现象；
2、本工艺在解决浆料均匀性问题的同时，采用高低浓度催化剂浆料分别进行CCM阴阳极涂布以区分CCM阴阳极，一方面阴阳极涂布时工艺参数可以大致相同，不需要针对阴阳极催化剂层配比担量等制备要求重新分别进行工艺开发，从而提高整体制备工艺的统一性，减少制备过程中不确定因素，进而提高制备CCM的均一性，制备的膜电极整体催化性能优异，不会出现一个膜电极部分区域催化性能好，部分区域催化性能差等问题；另一方面，膜电极的制备本身需具有阴极和阳极之分，阴极是氧气的还原反应，催化剂催化氧气发生还原反应催化效率慢，故需较多的催化剂担载量，而膜电极阴极涂布时，采用低浓度催化剂浆料进行涂布，则其涂布需要多次涂布才能达到催化剂担载量的要求，多次涂布对催化剂层的伤害是不可恢复的，同时造成质子交换膜的溶胀及催化剂层的掉落，严重影响了CCM表面均一性以及合格率；膜电极阳极侧发生的是氢气的氧化反应，对催化剂的担载量较低，故涂层要求薄，若采用高浓度催化剂来制备CCM具有增稠剂的高浓度催化剂浆料在薄层涂布时流平性差，影响催化剂层的均匀性，又会出现涂层担载量过高，浪费催化剂等问题；
3、本发明整体工艺中针对低浓度催化剂浆料，先使其处于凝胶态，再进行热压烘干，另一方面是因为在凝胶态进行热压不会对催化剂层进行破坏，并且凝胶态下进行热压，也会对催化剂层表面的毛刺及微孔进行压实填充，使得催化剂层表面更光滑并且结构更致密，有助于提升电化学性能及使用寿命；
4、本发明工艺中针对CCM两面的涂布顺序，为先涂布阳极氢侧，再涂布阴极氧侧，是因为阳极侧所需催化剂担量较低，其所采用的低浓度催化剂浆料含有大量的溶剂存在，过多的溶剂在涂布过程中会引起质子交换膜的溶胀，而先涂布阳极氢侧，是因为第一次涂布时质子交换膜带有基底保护膜，可以防止溶胀；涂布阴极氧侧时，所用催化剂浆料为高浓度浆料，溶剂含量较少，且涂布时质子膜另一侧为已经涂布了催化剂层的阳极侧，故防止溶胀出现，此外，高浓度催化剂浆料中所含有的增稠剂在分散均匀后，使得催化剂颗粒稳定的分散在浆料体系中，增稠剂本身的链状结构包裹催化剂颗粒使得催化剂颗粒均匀悬浮在溶剂中，既保证了浆料的稳定性又不会发生催化剂颗粒沉降等问题；
6、高浓度催化剂浆料进入本浆料缓冲区中，由制动筛板和静筛板的相对运动实现对浆料中颗粒物/团聚物进行碾压，通过后再到弧形筛板区进一步筛选，有较大颗粒的滞留在弧形筛板区，转动叶片的转动并将滞留颗粒再次带动到制动筛板和静筛板区进一步碾压，有效解决浆料中颗粒物等，提高浆料本身的均匀细腻度；
7、浆料缓冲区中制动筛板采用桶体，便于整体的拆卸清洗以及后续维修，另外其呈外凸式的端面设计便于与静筛板的充分接触以增强对浆料的碾磨作用；
8、制动筛板、静筛板、弧形筛板中孔目数的设计采用阶梯式逐渐增大，以控制浆料流量，进一步提高浆料的细腻度；并且由于制动筛板和静筛板采用了孔目数阶梯式的设计，故更应该采用制动筛板和静筛板的结合碾压，在制动筛板的运动下，可以进一步在初始过滤阶段对浆料中的颗粒物/团聚物实现大范围的碾压过滤，否则会造成堵塞或者较大颗粒物容易通过等情况。
附图说明
图1是浆料缓冲区的整体示意图；
图2是制动筛板在硬质管道内的示意图。
图中：1、硬质管道；2、制动筛板；2-1、桶件；2-2、滤孔端；2-3、轴承组件；3、静筛板；4、转动叶片组；5、弧形筛板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。若无特殊说明，以下实施例及对比例所用的原料均为市购得到的常规原料。另外，以下实施例及对比例中的浓度或百分比均为质量百分比浓度。
实施例1
一种燃料电池CCM制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备低浓度催化剂浆料：称取20g 70％的Pt/C催化剂、100g 10％的全氟磺酸树脂溶液及800g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得低浓度催化剂浆料；
(2)制备高浓度催化剂浆料：称取20g 70％的Pt/C催化剂、100g 10％的全氟磺酸树脂溶液、40g乙二醇及600g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得高浓度催化剂浆料；
(3)采用卷对卷涂布设备将阳极低浓度催化剂浆料、阴极高浓度催化剂浆料分别置于其阳极供料系统、阴极供料系统中；
(4)采用涂布速度10m/min、涂布湿厚200μm的工艺参数将步骤(1)中的低浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的A面，通过40℃烘道使其干燥为凝胶态，所述凝胶态的溶剂含量为35％，之后将凝胶态催化剂层经过温度60℃、压力5MPa的压辊进行热压，制成CCM阳极侧；接着采用涂布速度10m/min、涂布湿厚200μm的工艺参数将步骤(2)中的高浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的B面，经过40℃烘道干后得到CCM阴极侧，最终制成阴阳极可区分的CCM，其中，高浓度催化剂浆料由阴极供料系统流出后，经过浆料缓冲区进一步碾压细化，之后再进行涂布。
实施例2
(1)制备低浓度催化剂浆料：称取20g 40％的Pt/C催化剂、200g 5％的全氟磺酸树脂溶液及2000g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得低浓度催化剂浆料；
(2)制备高浓度催化剂浆料：称取20g 40％的Pt/C催化剂、200g 5％的全氟磺酸树脂溶液、120g丙三醇及1000g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得高浓度催化剂浆料；
(3)采用卷对卷涂布设备将阳极低浓度催化剂浆料、阴极高浓度催化剂浆料分别置于其阳极供料系统、阴极供料系统中；
(4)采用涂布速度5m/min、涂布湿厚500μm的工艺参数将步骤(1)中的低浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的A面，通过80℃烘道使其干燥为凝胶态，所述凝胶态的溶剂含量为21％，之后将凝胶态催化剂层经过温度90℃、压力10MPa的压辊进行热压，制成CCM阳极侧；接着采用涂布速度5m/min、涂布湿厚500μm的工艺参数将步骤(2)中的高浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的B面，经过80℃烘道干燥后得到CCM阴极侧，最终制成阴阳极可区分的CCM，其中，高浓度催化剂浆料由阴极供料系统流出后，经过浆料缓冲区进一步碾压细化，之后再进行涂布。
实施例3
(1)制备低浓度催化剂浆料：称取20g 60％的Pt/C催化剂、120g 5％的全氟磺酸树脂溶液及1800g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得低浓度催化剂浆料；
(2)制备高浓度催化剂浆料：称取20g 60％的Pt/C催化剂、160g 5％的全氟磺酸树脂溶液、80g乙酸乙酯及800g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得高浓度催化剂浆料；
(3)采用卷对卷涂布设备将阳极低浓度催化剂浆料、阴极高浓度催化剂浆料分别置于其阳极供料系统、阴极供料系统中；
(4)采用涂布速度8m/min、涂布湿厚300μm的工艺参数将步骤(1)中的低浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的A面，通过60℃烘道使其干燥为凝胶态，所述凝胶态的溶剂含量为25％，之后将凝胶态催化剂层经过温度80℃、压力8MPa的压辊进行热压，制成CCM阳极侧；接着采用涂布速度8m/min、涂布湿厚300μm的工艺参数将步骤(2)中的高浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的B面，经过60℃烘道干燥后得到CCM阴极侧，最终制成阴阳极可区分的CCM，其中，高浓度催化剂浆料由阴极供料系统流出后，经过浆料缓冲区进一步碾压细化，之后再进行涂布。
适用于实施例1-实施例3中CCM制备用设备，可以采用卷对卷涂布机，并对卷对卷涂布机做出改进，使其具备两个供料系统，即为阳极供料系统和阴极供料系统，可以实现阴阳极的分开出料以及控制涂布顺序；同时在阴极供料系统出料端处设计了浆料缓冲区，如图1所示，浆料缓冲区包括硬质管道1，硬质管道1的进料端与阴极供料系统出料端连通，硬质管道1的出料端与阴极供料系统中的涂布模头连通，硬质管道1内沿浆料的流动方向依次设有可转动的制动筛板2、与制动筛板2抵触的静筛板3、转动叶片组4以及弧形筛板5。
制动筛板2为一个转动设置在硬质管道1内的金属材料的桶件2-1，桶件2-1与硬质管道1之间设有轴承组件2-3，该桶件2-1由驱动电器以及轴承组件2-3实现整体的转动，其靠近静筛板3的一端面为滤孔端2-2，且滤孔端2-2呈外凸式与静筛板3抵触，如图2所示；转动叶片组4为根据硬质管道1的直径均匀设置的，多个由驱动电器控制转动的叶片；弧形筛板5为配合转动叶片组4的叶片转动趋势，设计为凹面状，其靠近转动叶片组4的一面为凹面，以便转动叶片组4可将积留在弧形筛板5上的浆料刮除并运送至静筛板3和制动筛板2处；同时制动筛板2孔目数＜静筛板3孔目数＜弧形筛板5孔目数。
浆料缓冲区的具体工作方式为：经过前序搅拌工作的浆料进入缓冲区，由制动筛板2和静筛板3的相对运动实现碾压，以进一步消除浆料中的颗粒团聚物，通过后由转动叶片组4的转动自然被传送至弧形筛板5区，并在弧形筛板5区进一步筛选，有较大颗粒的滞留在弧形筛板5区，转动叶片转动不停转动的同时，其叶片端部可以将滞留在弧形筛板5处的团聚颗粒再次带动到制动筛板2和静筛板3区实现进一步碾压，以此重复工作有效消除高浓度浆料中的颗粒团聚物，保证其流动效果以及保证高浓度浆料的均匀细腻度。
对比例1：
(1)制备催化剂浆料：称取20g 60％的Pt/C催化剂、120g 5％的全氟磺酸树脂溶液及1800g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得催化剂浆料；
(2)采用卷对卷涂布设备将催化剂浆料供料系统中，采用涂布速度8m/min、涂布湿厚300μm的工艺参数将步骤(1)中的催化剂浆料涂布在质子交换膜的A面，通过60℃烘道使其干燥为凝胶态，所述凝胶态的溶剂含量为27％；接着采用涂布速度8m/min、涂布湿厚600μm的工艺参数将步骤(1)中的催化剂浆料涂布在质子交换膜的B面，经过60℃烘道干燥为凝胶态，所述凝胶态的溶剂含量为27％；
(3)将(2)制备的凝胶态催化剂层经过温度80℃、压力8MPa的压辊进行热压，干燥后得到CCM。
对比例2：
(1)制备低浓度催化剂浆料：称取20g 60％的Pt/C催化剂、120g 5％的全氟磺酸树脂溶液及1800g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得低浓度催化剂浆料；
(2)制备高浓度催化剂浆料：称取20g 60％的Pt/C催化剂、160g 5％的全氟磺酸树脂溶液、80g乙酸乙酯及800g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得高浓度催化剂浆料；
(3)采用卷对卷涂布设备将阳极低浓度催化剂浆料、阴极高浓度催化剂浆料分别置于其阳极供料系统、阴极供料系统中；
(4)采用涂布速度8m/min、涂布湿厚300μm的工艺参数将步骤(1)中的低浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的A面，通过60℃烘道使其干燥为凝胶态，所述凝胶态的溶剂含量为20％；接着采用涂布速度8m/min、涂布湿厚300μm的工艺参数将步骤(2)中的高浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的B面，经过60℃烘道干燥，得到CCM。
(5)本对比例没有在阴极供料系统出料端处设计浆料缓冲区。
对比例3：
(1)制备低浓度催化剂浆料：称取20g 60％的Pt/C催化剂、120g 5％的全氟磺酸树脂溶液及1800g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得低浓度催化剂浆料；
(2)制备高浓度催化剂浆料：称取20g 60％的Pt/C催化剂、160g 5％的全氟磺酸树脂溶液、80g乙酸乙酯及800g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得高浓度催化剂浆料；
(3)采用卷对卷涂布设备将阳极低浓度催化剂浆料、阴极高浓度催化剂浆料分别置于其阳极供料系统、阴极供料系统中；
(4)采用涂布速度8m/min、涂布湿厚300μm的工艺参数将步骤(2)中的高浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的A面，通过60℃烘道使其干燥为凝胶态，所述凝胶态的溶剂含量为22％，之后将凝胶态催化剂层经过温度80℃、压力8MPa的压辊进行热压，制成CCM阴极侧；接着采用涂布速度8m/min、涂布湿厚300μm的工艺参数将步骤(1)中的低浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的B面，经过60℃烘道干燥后得到CCM阳极侧，最终制成阴阳极可区分的CCM，其中，高浓度催化剂浆料由阴极供料系统流出后，经过浆料缓冲区进一步碾压细化，之后再进行涂布。
对比例4
(1)制备低浓度催化剂浆料：称取20g 70％的Pt/C催化剂、210g 10％的全氟磺酸树脂溶液及800g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得低浓度催化剂浆料；
(2)制备高浓度催化剂浆料：称取20g 70％的Pt/C催化剂、80g 10％的全氟磺酸树脂溶液、40g乙二醇及600g异丙醇，混合，高速搅拌分散，采用真空消泡制得高浓度催化剂浆料；
(3)采用卷对卷涂布设备将阳极低浓度催化剂浆料、阴极高浓度催化剂浆料分别置于其阳极供料系统、阴极供料系统中；
(4)采用涂布速度10m/min、涂布湿厚200μm的工艺参数将步骤(1)中的低浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的A面，通过40℃烘道使其干燥为凝胶态，所述凝胶态的溶剂含量为35％，之后将凝胶态催化剂层经过温度60℃、压力5MPa的压辊进行热压，制成CCM阳极侧；接着采用涂布速度10m/min、涂布湿厚200μm的工艺参数将步骤(2)中的高浓度催化剂浆料涂布在质子交换膜的B面，经过40℃烘道干后得到CCM阴极侧，最终制成阴阳极可区分的CCM，其中，高浓度催化剂浆料由阴极供料系统流出后，经过浆料缓冲区进一步碾压细化，之后再进行涂布。
通过对比发现，实施例1-3采用具有催化剂浆料缓冲区，并且制备CCM过程中，采用阴阳极可区分的高低浓度催化剂浆料，经过后端辊压，使得催化剂层结构更致密，制备的CCM其电化学性能明显较好；对比例1中采用同一浓度催化剂浆料，在阴极涂布过程中增加涂布湿厚保证阴极催化剂担量，但是其电化学性能明显较低，由于质子膜溶胀引起催化剂层脱落所致；对比例2中，浆料没有经过缓冲区进行涂布，浆料中存在的大量微小气泡及沉降形成的颗粒，导致制备的催化剂层均匀性差。对比例3中，先涂布高浓度催化剂浆料，干燥后涂布低浓度催化剂浆料时，已干燥的催化剂层会产生裂纹以及脱落等现象。对比例4中，针对阴阳极催化剂浆料浓度进行了改变，阳极催化剂浆料浓度较实施例1较高，阴极催化剂浆料浓度较实施例1较低，此时由表1可知，此种状态下阳极氢气催化效率迅速升高，而阴极催化效率降低，这是因为阴极还原反应对催化剂的含量要求较高，如果催化剂含量太低，则会造成电池效率低下，将本发明所制备的催化剂浆料制备成催化电极组装成电池，然后评价其氢氧条件下的电池性能。测试条件：电池运行温度：60℃，H2/O2 100RH％和60RH％，流量40/100mL/min，进气口均为常压，测试结果在表1。
测试结果如表1所示：
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种燃料电池CCM制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、制备阳极催化剂浆料和阴极催化剂浆料；所述阳极催化剂浆料包括质量比为1：5-10：80-100的催化剂、粘结剂和分散剂；所述阴极催化剂浆料包括质量比为1：5-10：2-6：30-50的催化剂、粘结剂、增稠剂和分散剂；
步骤二、先将阳极催化剂浆料涂布于质子交换膜的A面，烘干后制成CCM的阳极侧，再将阴极催化剂浆料经过碾磨后，涂布于质子交换膜的B面，烘干后作为阴极侧，得到所述燃料电池CCM；
其中，阴极催化剂浆料的碾磨处理在浆料缓冲区进行，所述浆料缓冲区包括硬质管道，所述硬质管道的进料端与阴极催化剂浆料供料系统的出料端连通，所述硬质管道的出料端与卷对卷涂布设备中的涂布模头连通，所述硬质管道内沿浆料的流动方向依次设有可转动的制动筛板、与制动筛板抵触的静筛板、转动叶片组以及弧形筛板，所述转动叶片组可将积留在弧形筛板上的浆料刮除并运送至静筛板和制动筛板处；
阳极催化剂浆料的烘干方式为：先烘干为凝胶态，再进行热压，所述凝胶态是溶剂含量为1-50wt％的状态。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺，其特征在于：所述阴极催化剂浆料和阳极催化剂浆料中的催化剂均为40-70wt％的Pt/C。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺，其特征在于：所述粘结剂为5-10wt％的全氟磺酸树脂溶液；所述增稠剂为丙三醇、乙二醇、乙酸乙酯其中一种或多种；所述分散剂为乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺，其特征在于：所述涂布工艺为：涂布速度5-10m/min，涂布湿厚200-500μm。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺，其特征在于：步骤二中，所述阳极催化剂浆料通过烘道烘干为凝胶态，烘道长度为3-6m，烘道温度为40-80℃，热压温度为60-90℃，所述阳极催化剂浆料烘干后的热压压力为5-10MPa；所述阴极催化剂浆料的烘干方式为隧道烘干；隧道烘箱长度为8-15m，隧道温度为40-80℃。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺，其特征在于：所述制动筛板为转动设置在硬质管道内的桶件，所述桶件靠近静筛板的一端面为滤孔端，所述滤孔端呈外凸式与静筛板抵触。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池CCM制备工艺，其特征在于：所述制动筛板孔目数＜静筛板孔目数＜弧形筛板孔目数。
8.一种权利要求1-7任一所述的制备工艺所制备的燃料电池CCM。
9.一种权利要求8所述的燃料电池CCM在燃料电池中的应用。
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