CN117568834A - 一种水电解制氢膜电极的封装结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电解水制氢领域，提供一种水电解制氢膜电极的封装结构及制备方法，所述封装结构包括CCM，所述CCM包括质子传导膜和涂布在质子传导膜两侧的催化层，还包括密封胶，所述密封胶由密封材料一体成形于CCM的边缘区，且所述密封胶至少覆盖CCM的非活性区，所述密封胶和质子传导膜之间还设有底漆层和胶膜层。优点是：(1)提高了密封胶与质子传导膜之间的粘结性和耐久性，使膜电极封装结构有足够的且长久的密封性，从而提高膜电极运行的稳定性。(2)减少质子传导膜的使用，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及电解水制氢领域，更具体地，涉及一种水电解制氢膜电极的封装结构及制备方法。
背景技术
能源系统的主导地位正逐步被可再生能源(如太阳能、风能和水能)取代。鉴于可再生能源的间歇性，迫切需要先进的能量转换和存储解决方案，以便可随时使用。由于氢能清洁、高效、利用产物是水，还具有较高的质量能量密度的特点，因此被认为是一种可行的可再生能源储能载体。目前氢气生产主要来自于天然气制氢或煤制氢，生产过程中会有二氧化碳产生，属于“灰氢”，而目前业界公认的发展方向是“绿氢”，即氢气生产过程中没有二氧化碳产生。当下绿氢主要的生产方式是电解水，其通过电能提供能量，将水分子在电极上分解为氢气和氧气。而质子交换膜电解水制氢(PEMWE)技术具有产氢纯度高、动态响应速度快、负荷范围广，运行电流密度高、输出氢气压力高、结构紧凑等众多优点，是最有发展前景的电解水制氢技术。
质子交换膜电解槽(PEMWE)主要由膜电极、双极板和密封圈、防护片、端板等组成，其中膜电极是PEM电解槽发生电化学反应的核心组件，膜电极特性、结构设计以及制备工艺方案的好坏，会直接影响PEM电解槽的性能和稳定性。
目前，市面上常见的膜电极结构是七层膜电极结构，包括质子膜、阴极催化层、阳极催化层、阴极边框、阳极边框、阴极气体扩散层、阳极气体扩散层。膜电极组装工艺一般是：先在PEM两边涂上阴阳极催化层，形成三层结构的CCM；再CCM两侧加装阴阳极边框材料，形成五层结构的五合一膜电极；最后在五合一结构膜电极两侧组装上阴阳极气体扩散层，形成七层膜电极结构。膜电极的衰减主要来自质子交换膜的衰减以及催化剂的老化，而在质子膜边缘加装边框是缓解质子交换膜衰减的有效方法。膜电极边框主要起到以下几个方面的作用：(1)保护质子膜，减少质子膜和气体扩散层直接接触；(2)支撑固定膜电极；(3)密封作用，防止阴阳极气体互窜；(4)阴阳极对位，防止错位。
PEM电解水膜电极需要一直浸泡在热水中(60℃～80℃)运行，工作环境比燃料电池更苛刻，PEM电解水制氢质子膜一般是全氟磺酸质子膜，厚度一般为80-200μm，电解水制氢质子膜的溶胀率比燃料电池质子膜大很多，因此对膜电极的密封性和耐久性提出了更高的要求。常规的膜电极用边框材料一般是指包裹在膜电极活性区外用来保护质子交换膜的树脂边框，主要由上下两层聚合物基层和中间的热熔胶层构成。设计PEM电解水膜电极的结构时，需要使用边框与膜电极活性区外的全部质子膜区域进行热压封边贴合，以确保电解水膜电极的密封性和耐久性，贴合面积通常很大才能满足要求。众所周知，电解水制氢质子膜的厚度很厚，所以成本很高，边框和质子膜的贴合面积越大，质子膜用量就越大，膜电极的成本就越高。此外，传统边框(包括基材+胶水)与电解水质子膜热压组装时产生大量气泡的问题，良品率低，对于电解水制氢膜电极的批量化生产提出了很大挑战。电解水制氢质子膜的厚度很厚，与边框组装时更容易发生热收缩，导致组装困难，且边框与质子膜之间的刚性及热收缩性不同，极易产生应力不均，导致膜电极在运行过程中边框的粘接力下降，有漏气风险，存在安全隐患。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种水电解制氢膜电极的封装结构及制备方法，用于提高膜电极封装结构的密封性。
本发明的一个目的是提供一种水电解制氢膜电极的封装结构，包括CCM，所述CCM包括质子传导膜和涂布在质子传导膜两侧的催化层，还包括密封胶，所述密封胶由密封材料一体成形于CCM的边缘区，且所述密封胶至少覆盖CCM的非活性区，所述密封胶和质子传导膜之间还设有底漆层。
在本技术方案中，所述非活性区指CCM上避开催化层的区域，所述密封胶可以只覆盖非活性区域的质子膜，也可以层叠于催化层的边缘上。
密封材料一体成形可以通过喷涂、注塑或贴敷等设于CCM的边缘区，可以理解为，所述密封胶一体包裹于CCM的边缘区，相比于传统边框中边框基材结合胶水的结构，本发明通过一体成形的密封胶进行密封，可以解决传统结构质子膜热压组装时产生大量气泡的问题，提高良品率。且密封胶与质子传导膜之间的刚性及热收缩性相差较小，也解决了应力不均的问题。另外，密封胶通过一体成形的方式设于CCM上，密封结构无需通过热压封装，质子传导膜无需使用太大的面积，大幅度降低了电解水制氢膜电极的成本。
考虑到密封胶的密封材料与呈酸性的质子传导膜长时间接触，极易发生降解，极大地影响了密封胶的密封性及耐久性，同时密封胶材料在膜电极运行时会有一些游离硅析出，也对质子传导膜的性能及寿命产生不利的影响。因此，在密封胶和质子传导膜中间增设了一层底漆作为隔离材料，防止密封胶和质子传导膜长时间接触而导致密封胶发生粉化降解，避免密封胶对质子传导膜的性能影响。
同时，底漆的设置还能提高密封胶和质子传导的粘结性。增加粘结性的机理如下：底漆多是由聚合物树脂(主链是C-H)和带有硅氧烷基团的单体或聚合物，以及催化剂和非极性溶剂组成。其中，硅氧烷单体在催化剂作用下可以与有机硅密封胶中硅氧基反应，聚合物树脂与质子膜表面的全氟磺酸树脂层形成一定的相互作用，待底漆中溶剂挥发后，聚合物树脂和硅氧烷聚合物组成的整体膜将质子膜与密封胶有机连接起来，从而提高密封胶与质子膜之间的初始粘接性能。
进一步地，所述底漆层和质子传导膜之间设有胶膜层；所述胶膜层的材料为丙烯酸类、环氧类和聚氨酯类中的一种或多种。上述胶膜材料是对质子膜具备很好粘接效果的高分子聚合物。
在密封胶和质子传导膜之间单独设置底漆，可以提高粘结性，但对于耐久性的提升效果不大，原因是质子膜表面的全氟磺酸树脂的主碳链是C-F键，只有磺酸根可以和底漆中的聚合物树脂(主链是C-H)形成很弱的氢键作用，一旦经过热水煮的极端环境，氢键易发生断裂。
若是在密封胶和质子传导膜之间单独设置胶膜层，粘结性欠佳，因为胶膜层一般都不含硅氧类基团。因此，本技术方案中，通过胶膜层和底漆的结合，可同时提高密封胶和质子传导膜的粘结性和耐久性，起到提升初始粘接力和耐久性双重效果，使膜电极封装结构有足够的且长久的密封性，从而提高膜电极运行的稳定性。
进一步地，所述胶膜层为丙烯酸类。
在本发明的一个以上实施例中，相比于环氧类的胶膜，丙烯酸类的胶膜与底漆之间有较好的相互作用，两者搭配可以显著地提升密封胶和质子传导膜的粘结性和耐久性，
进一步地，所述密封胶为硅橡胶、氟橡胶或聚烯烃类橡胶。
进一步地，所述密封胶的厚度为200～400μm，所述胶膜层的厚度为10～30μm。适当的厚度可在不增大电阻的情况下提高封装结构的密封性。
进一步地，所述底漆的型号为WAKER G790、WAKER G790TF或道康宁1200。
进一步地，所述底漆层的面积与非活性区的面积相同；所述胶膜层的面积与非活性区的面积相同。如此设置保证了密封胶与质子传导膜接触的部分，均有良好的粘结性和耐久性。
本发明的另一个目的在于提供一种上述封装结构的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备CCM；
S2、在CCM非活性区的质子传导膜两侧涂布底漆，烘干；
S3、将密封胶灌注到注塑模具的一侧，将步骤S2制得的CCM中涂布有底漆的部分和模具中的密封胶贴合，再在质子膜的另一面上注密封胶，盖上模具，真空除泡；
S4、将模具置于高温固化，得到封装结构。
在本技术方案中，在步骤S4中，所述高温为140～160℃，固化时间为4～6min。
进一步地，在步骤S2中，在CCM非活性区的质子传导膜两侧贴上胶膜层，固化；再在胶膜层上涂布底漆，烘干。所述固化温度为135～145℃，固化时间为30～40s。优选地，固化温度为140℃，固化时间为30s。
进一步地，所述固化的温度为80～150℃，固化的时间为10～60s。优选地，固化温度为140℃，固化时间为30s。上述方法若是使用注胶机进行注胶制样时也会达到相同的效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)相比于传统边框中边框基材结合胶水的结构，本发明通过一体成形的密封胶进行密封，可以解决传统结构质子膜热压组装时产生大量气泡的问题，提高良品率。且密封胶与质子传导膜之间的刚性及热收缩性相差较小，也解决了应力不均的问题，提高密封性。
(2)本发明密封胶通过一体成形的方式设于CCM上，密封结构无需通过热压封装，质子传导膜无需使用太大的面积，大幅度降低了电解水制氢膜电极的成本。
(3)本发明在密封胶和质子传导膜中间增设了一层底漆作为隔离材料，防止密封胶和质子传导膜长时间接触而导致密封胶发生粉化降解，避免密封胶对质子传导膜的性能影响。
(4)本发明底漆的设置还能提高密封胶和质子传导的粘结性。
(5)通过胶膜层和底漆的结合，可同时提高密封胶和质子传导膜的粘结性和耐久性，起到提升初始粘接力和耐久性双重效果，使膜电极封装结构有足够的且长久的密封性，从而提高膜电极运行的稳定性。
附图说明
图1为实施例9的封装结构的结构示意图。
附图标记：密封胶1，质子传导膜2，胶膜层3，底漆层4，阴极催化层5，阳极催化层6。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明的一个目的是提供一种水电解制氢膜电极的封装结构，包括CCM，所述CCM包括质子传导膜和涂布在质子传导膜两侧的催化层，还包括密封胶，所述密封胶由密封材料一体成形于CCM的边缘区，且所述密封胶至少覆盖CCM的非活性区，所述密封胶和质子传导膜之间还设有底漆层。
在一些实施例中，所述非活性区指CCM上避开催化层的区域，所述密封胶可以只覆盖非活性区域的质子膜，也可以层叠于催化层的边缘上。
在一些实施例中，所述底漆层和质子传导膜之间设有胶膜层；所述胶膜层的材料为丙烯酸类、环氧类和聚氨酯类中的一种或多种。上述胶膜材料是对质子膜具备很好粘接效果的高分子聚合物。
在一些实施例中，所述胶膜层为丙烯酸类。
在一些实施例中，所述密封胶为硅橡胶、氟橡胶或聚烯烃类橡胶。
在一些实施例中，所述密封胶的厚度为250～350μm，所述胶膜层的厚度为15～25μm。适当的厚度可在不增大电阻的情况下提高封装结构的密封性。
在一些实施例中，所述底漆的型号为WAKER G790、WAKER G790TF或道康宁1200。
在一些实施例中，所述底漆层的面积与非活性区的面积相同；所述胶膜层的面积与非活性区的面积相同。
本发明的另一个目的在于提供一种权上述封装结构的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备CCM；
S2、在CCM非活性区的质子传导膜两侧涂布底漆，烘干；
S3、将密封胶灌注到注塑模具的一侧，将步骤S2制得的CCM中涂布有底漆的部分和模具中的密封胶贴合，再在质子膜的另一面上注密封胶，盖上模具，真空除泡；
S4、将模具置于高温固化，得到封装结构。
在一些实施例中，在步骤S2中，在CCM非活性区的质子传导膜两侧贴上胶膜层，固化；再在胶膜层上涂布底漆，烘干。所述固化温度为135～145℃，固化时间为30～40s。优选地，固化温度为140℃，固化时间为30s。
在一些实施例中，所述固化的温度为135～145℃，固化的时间为30～40s。优选地，固化温度为140℃，固化时间为30s。上述方法若是使用注胶机进行注胶制样时也会达到相同的效果。
现结合具体实例对本发明作进一步的说明，以下实施例仅是为了解释本发明，但不构成对本发明的限制。在以下实施例中所用到的试验样本及试验过程包括以下内容(如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或按照试剂公司所推荐的条件；下述实施例中所用的试剂、耗材等，如无特殊说明，均可从商业途径得到)。
为验证本发明的封装结构中密封胶和质子传导膜之间的粘结性和耐久性，本发明通过以下实施例和对比例提供密封结构的制备方法，并将制得的样品进行测试。
实施例1
本实施例提供一种电解水制氢膜电极密封结构的制备方法，步骤如下：
S1、在质子膜(Nafion117)两侧分别涂上WAKER G790底漆，于60℃烘箱烘干30min，使底漆完全干燥，底漆涂布宽度为1cm，与密封胶和质子膜贴合宽度一致。
S2、将WAKER RT624密封胶灌注到注塑模具的一侧，然后把双面涂有底漆的质子膜一面与模具中的密封胶贴合，再在质子膜的另一面注上密封胶，盖上另一侧模具，真空除泡。
S3、最后将模具置于150℃固化5min，固化后的密封胶厚度控制在300μm左右，固化到密封胶里面的质子膜宽度为1cm。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，在步骤S1中，使用的质子膜为Nafion115；在步骤S3中，密封胶的厚度为200μm～400μm。
实施例3
本实施例提供一种电解水制氢膜电极密封结构的制备方法，步骤如下：
S1、在质子膜(Nafion117)两侧分别贴上一层商品化丙烯酸类热熔胶胶膜，140℃固化30s，使得质子膜和胶膜完全贴合，胶膜宽度为1cm，与密封胶和质子膜贴合宽度一致，胶膜厚度约20um。
S2、将WAKER RT624密封胶灌注到注塑模具的一侧，然后把双面贴有胶膜的质子膜一面与模具中的密封胶贴合，再在质子膜的另一面注上密封胶，盖上另一侧模具，真空除泡。
S3、最后将模具置于150℃固化5min，固化后的密封胶厚度控制在300um左右，固化到密封胶里面的质子膜宽度为1cm。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于，在步骤S1中，使用的质子膜为Nafion115。
实施例5
本实施例提供一种电解水制氢膜电极密封结构的制备方法，步骤如下：
S1、在质子膜(Nafion117)两侧分别贴上一层商品化丙烯酸类热熔胶胶膜，140℃固化30s，使得质子膜和胶膜完全贴合，并在胶膜另外两侧涂上底漆，胶膜宽度为1cm，与密封胶和质子膜贴合宽度一致，胶膜厚度约20um。
S2、将WAKER RT624密封胶灌注到注塑模具的一侧，然后把双面贴有胶膜的质子膜一面与模具中的密封胶贴合，再在质子膜的另一面注上密封胶，盖上另一侧模具，真空除泡。
S3、最后将模具置于150℃固化5min，固化后的密封胶厚度控制在300um左右，固化到密封胶里面的质子膜宽度为1cm，和胶膜宽度一致。
实施例6
本实施例与实施例5的区别在于，在步骤S1中，使用的质子膜为Nafion115。
实施例7
本实施例提供一种电解水制氢膜电极密封结构的制备方法，步骤如下：
S1、在质子膜(Nafion117)两侧分别贴上一层商品化环氧类热熔胶胶膜，140℃固化30s，使得质子膜和胶膜完全贴合，胶膜宽度为1cm，与密封胶和质子膜贴合宽度一致，胶膜厚度约20um。
S2、将WAKER RT624密封胶灌注到注塑模具的一侧，然后把双面贴有胶膜的质子膜一面与模具中的密封胶贴合，再在质子膜的另一面注上密封胶，盖上另一侧模具，真空除泡。
S3、最后将模具置于150℃固化5min，固化后的密封胶厚度控制在300um左右，固化到密封胶里面的质子膜宽度为1cm，和胶膜宽度一致。
实施例8
本实施例提供一种电解水制氢膜电极密封结构的制备方法，步骤如下：
S1、在质子膜(Nafion117)两侧分别贴上一层商品化环氧类热熔胶胶膜，140℃固化30s，使得质子膜和胶膜完全贴合，并在胶膜另外两侧涂上底漆，胶膜宽度为1cm，与密封胶和质子膜贴合宽度一致，胶膜厚度约20um。
S2、将WAKER RT624密封胶灌注到注塑模具的一侧，然后把双面贴有胶膜的质子膜一面与模具中的密封胶贴合，再在质子膜的另一面注上密封胶，盖上另一侧模具，真空除泡。
S3、最后将模具置于150℃固化5min，固化后的密封胶厚度控制在300um左右，固化到密封胶里面的质子膜宽度为1cm，和胶膜宽度一致。
实施例9
本实施例提供一种电解水制氢膜电极封装结构的制备方法，步骤如下：
S1、在质子膜(Nafion117)的两侧分别涂布阴极催化层和阳极催化层形成CCM；
S2、在CCM非活性区的质子膜两侧分别贴上一层商品化丙烯酸类热熔胶胶膜，140℃固化30s，使得质子膜和胶膜完全贴合，并在胶膜另外两侧涂上底漆，与密封胶和质子膜贴合宽度一致，胶膜厚度约20um；
S3、将WAKER RT624密封胶灌注到注塑模具的一侧，然后把双面贴有胶膜的质子膜一面与模具中的密封胶贴合，再在质子膜的另一面注上密封胶，盖上另一侧模具，真空除泡。
S4、最后将模具置于150℃固化5min，固化后的密封胶厚度控制在300um左右，固化到密封胶里面的质子膜宽度为1cm，和胶膜宽度一致。
本实施例还提供一种电解水制氢膜电极封装结构，由以上方法制备而成，如图1所示，包括CCM，所述CCM包括质子传导膜2和涂布在质子传导膜2两侧的催化层，还包括密封胶1，所述密封胶1由密封材料一体成形于CCM的边缘区，且所述密封胶1至少覆盖CCM的非活性区，所述密封胶1和质子传导膜2之间还设有底漆层4，底漆层4面积与被密封胶1覆盖的质子传导膜2面积相同；所述底漆层4和质子传导膜2之间设有胶膜层3，胶膜层3面积与被密封胶1覆盖的质子传导膜2面积相同，且密封胶1一体包裹于CCM的边缘区。具体的，催化层包括阴极催化层5和阳极催化层6。
对比例1
本对比例提供一种电解水制氢膜电极密封结构的制备方法，步骤如下：
S1、将WAKER RT624密封胶灌注到注塑模具的一侧，然后不涂有任何东西的质子膜面与模具中的密封胶贴合，再在质子膜(Nafion117)的另一面注上密封胶，盖上另一侧模具，真空除泡。
S2、将模具置于150℃固化5min，固化后的密封胶厚度控制在300um左右，固化到密封胶里面的质子膜宽度为1cm。
对比例2
本对比例提供一种电解水制氢膜电极密封结构的制备方法，步骤如下：
S1、将WAKER RT624密封胶灌注到注塑模具的一侧，然后不涂有任何东西的质子膜面与模具中的密封胶贴合，再在质子膜(Nafion115)的另一面注上密封胶，盖上另一侧模具，真空除泡。
S2、将模具置于150℃固化5min，固化后的密封胶厚度控制在300um左右，固化到密封胶里面的质子膜宽度为1cm。
需注意的是，经过发明人的大量试验研究，以上实施例中当使用注胶机进行注胶制样时也会达到相同的效果。
将通过实施例1～8和对比例1～2的方法制得的密封结构、以及实施例9封装结构的边缘剪切出样品进行粘结性测试，测试步骤如下：将样品裁切成2cm宽的样条，使用万能试验机(上海力试，LD23.503)测试质子膜与密封胶之间的剪切力，评估粘接效果；为了更直观对比粘接力，制备180°剥离样品，进行180°剥离力测试，180°剥离样品方法如下：在质子膜一侧涂上WAKER RT624密封胶，置于150℃固化5min，密封胶厚度控制在300um左右，最后将固化好的样品裁切成2cm宽的样条，使用万能试验机进行180°剥离，测试质子膜和密封胶之间的剥离力，进一步评估粘接效果。
将通过实施例1～8和对比例1～2的方法制得的密封结构、以及实施例9封装结构的边缘剪切出样品进行耐久性测试，测试步骤如下：将样品裁切成2cm宽的样条，将上述剪切样品和剥离样品放入90℃热水中水煮进行加速耐久性测试，每隔一段时间测试试样剪切力和剥离力的变化，并记录测试粘接力时试样的破坏状态，评估粘接耐久性。
粘结性测试的结果如表1所示：
表1
在表1中，A质子膜代表Nafion117的质子膜，B质子膜代表Nafion115的质子膜，底漆为WAKER G790，密封胶为WAKER RT624，A胶膜为商品化丙烯酸类热熔胶胶膜；B胶膜为商品化环氧类热熔胶胶膜。
耐久性测试结果如表2所示：
表2
根据表1和表2的测试结果，可得如下结论：(1)对比实施例1、实施例2和对比例1、对比例2可知，在密封胶和质子膜中间增加仅一层底漆材料，可以显著的增加两者之间的初始粘接力，但是并不能提升密封胶和质子膜之间的粘接耐久性。(2)对比实施例3、实施例4和对比例1、对比例2可知，在密封胶和质子膜中间增加仅一层胶膜材料，对两者之间的初始粘接力的提升效果不大，但是对粘接耐久性有一定的提升效果。(3)对比实施例5、实施例6和对比例1、对比例2可知，在密封胶和质子膜中间增加一层底漆层和一层胶膜层，可以同时显著提升密封胶和质子膜之间的初始粘接性及粘接耐久性。(4)对比实施例5、实施例6和实施例7、实施例8可知，丙烯酸类的胶膜搭配底漆可以显著地提升密封胶和质子膜的粘接性和耐久性，但是环氧类的胶膜搭配底漆对密封胶和质子膜的粘接耐久性的提升效果很小，说明需要选择合适的胶膜和底漆组合才可以达到同时更加有效的提升粘接力和耐久性。(5)对比实施例5和实施例9的测试结果可知，由本发明膜电极封装结构裁剪出来的样品性能效果与实施例5一致，说明书本发明膜电极封装结构能够达到实施例5密封结构的性能效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水电解制氢膜电极的封装结构，包括CCM，所述CCM包括质子传导膜和涂布在质子传导膜两侧的催化层，其特征在于，还包括密封胶，所述密封胶由密封材料一体成形于CCM的边缘区，且所述密封胶至少覆盖CCM的非活性区，所述密封胶和质子传导膜之间还设有底漆层。
2.根据权利要求1所述的水电解制氢膜电极的封装结构，其特征在于，所述底漆层和质子传导膜之间设有胶膜层。
3.根据权利要求2所述的水电解制氢膜电极的封装结构，其特征在于，所述胶膜层的材料为丙烯酸类、环氧类和聚氨酯类中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的水电解制氢膜电极的封装结构，其特征在于，所述胶膜层为丙烯酸类。
5.根据权利要求2所述的水电解制氢膜电极的封装结构，其特征在于，所述密封胶为硅橡胶、氟橡胶或聚烯烃类橡胶。
6.根据权利要求1～5任一所述的水电解制氢膜电极的封装结构，其特征在于，所述密封胶的厚度为200～400μm，所述胶膜层的厚度为10～30μm。
7.根据权利要求2～5任一所述的水电解制氢膜电极的封装结构，其特征在于，所述底漆层的面积与非活性区的面积相同；所述胶膜层的面积与非活性区的面积相同。
8.一种权利要求1～7任一所述的封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备CCM；
S2、在CCM非活性区的质子传导膜两侧涂布底漆，烘干；
S3、将密封胶灌注到注塑模具的一侧，将步骤S2制得的CCM中涂布有底漆的部分和模具中的密封胶贴合，再在质子膜的另一面上注密封胶，盖上模具，真空除泡；
S4、将模具置于高温固化，得到封装结构。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，在CCM非活性区的质子传导膜两侧贴上胶膜层，固化；再在胶膜层上涂布底漆，烘干。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为80～150℃，固化的时间为10～60s。
Priority Applications (1)
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| CN202311589865.1A CN117568834A (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种水电解制氢膜电极的封装结构及制备方法 |
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