擴散介質及其製備方法
2024-04-07 12:50:05 1
擴散介質及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及擴散介質及其製備方法。其中，納米到微米級寬度尺寸的樹脂纖維通過熔融擠出工藝由多組分體系得到。該工藝包括將纖維樹脂與水溶性載體樹脂組合以形成樹脂混合物的步驟。該樹脂混合物被擠出以形成經擠出的樹脂混合物，該經擠出的樹脂混合物具有位於載體樹脂中的纖維樹脂線料。該經擠出的樹脂混合物進而與水接觸以將纖維樹脂線料與載體樹脂分離。進而由纖維樹脂線料形成導電纖維片。該纖維片被用作燃料電池中的擴散層。
【專利說明】擴散介質及其製備方法
【技術領域】
[0001 ] 本申請涉及可用在燃料電池應用中的多孔襯墊。
【背景技術】
[0002]高質量的多孔襯墊被用於過濾和用在眾多電子裝置如蓄電池和燃料電池中。在這樣的裝置中，多孔襯墊有利地容許氣體或溶解在液體中的組分穿過。多孔襯墊由微纖維、納米纖維和微孔膜製成。在溶劑可溶性聚合物的情況下這些尺寸的纖維通過靜電紡絲製得。然而，如果不在高沸點溶劑中維持高溫，則聚烯烴難於形成溶液。多孔聚烯烴通過在這些塑料聚合物的膜或片上的雙向拉伸製得。可選地，造孔劑在製造過程期間被添加到聚烯烴片材中，然後其被溶劑萃取或者熱移除。在可在溶液中處理的溶劑可溶性烯烴的情況下，可使用靜電紡絲。
[0003]在質子交換膜(PEM)類型的燃料電池中，氫氣供給到陽極作為燃料，和氧氣供給到陰極作為氧化劑。氧氣可以是純形式(O2)或者空氣(02和隊的混合物)。PEM燃料電池通常具有膜電極組件(MEA)，其中固體聚合物膜在一個面上具有陽極催化劑以及在相對面上具有陰極催化劑。典型的PEM燃料電池的陽極層和陰極層由多孔導電材料形成，例如編織石墨(woven graphite)、石墨化片或者炭紙以使燃料能夠分散在朝向燃料供給電極的膜表面上。通常，離子導電聚合物膜包含全氟磺酸(「PFSA」)離聚物。
[0004]每個催化劑層具有負載在碳顆粒上的、細粒催化劑顆粒(例如鉬顆粒)以促進陽極處的氫氣氧化，和陰極處的氧氣還原。質子從陽極透過離子導電聚合物膜流動到陰極，在此所述質子與氧氣結合形成從電池排放的水。
[0005]MEA夾持在一對多孔氣體擴散層(GDL)之間，所述多孔氣體擴散層夾持在一對導電元件或者板之間。所述板充當陽極和陰極的集流器，並包括形成在其中的適當的通道和開口，用於在相應的陽極和陰極催化劑的表面上分配燃料電池的氣體反應物。為了有效地產生電，PEM燃料電池的聚合物電解質膜必須薄、化學穩定、可傳導質子、不導電和氣體不可滲透。在典型的應用中，燃料電池以堆疊的許多單個燃料電池的陣列設置以提供高的電功率水平。
[0006]在許多燃料電池應用中，電極層由包含貴金屬和全氟磺酸聚合物(「PFSA」)的油墨組合物形成。例如，在質子交換膜燃料電池的電極層製造中，PFSA通常添加到Pt/C催化劑油墨中以提供質子傳導性，給分散的Pt-碳催化劑納米顆粒，以及多孔碳網絡的結合。傳統的燃料電池催化劑將碳黑與碳表面上的鉬沉積物，以及離聚物混合。碳黑提供(部分地)高表面積的導電基材。鉬沉積物提供了催化劑性能，並且離聚物提供了質子傳導組分。電極由包含碳黑催化劑和離聚物的油墨形成，它們通過乾燥結合形成電極層。
[0007]氣體擴散層在燃料電池技術中具有多種功能。例如，氣體擴散層充當行進到陽極和陰極層的反應物氣體的擴散器，同時將產物水輸送到流場。氣體擴散層還傳導電子並將膜電極組件處產生的熱傳遞到冷卻劑，並充當軟的膜電極組件和硬的雙極板之間的緩衝層。儘管用於製造用於燃料電池應用的氣體擴散層的現有技術效果相當不錯，但是仍希望在性能和成本上得到改善。
[0008]因此，本發明提供了改進的製造可用在燃料電池應用中的多孔襯墊的方法。
【發明內容】
[0009]本發明通過在至少一個實施方式中提供可用在燃料電池應用中的導電纖維片的形成方法解決了現有技術中的一個或者多個問題。這個實施方式的方法包括混合成纖樹脂與水溶性載體樹脂以形成樹脂混合物的步驟。將樹脂混合物擠出以形成經擠出的樹脂混合物。典型地，經擠出的樹脂混合物具有位於較大的載體樹脂線料(strand)中的成纖樹脂線料。進而將經擠出的樹脂混合物與水接觸以將成纖樹脂線料與載體樹脂分離。進而由成纖樹脂線料形成導電纖維片。最後，將導電纖維片整合併插入到陽極和陰極之間。該方法有利地用於製備可用作多孔載體的聚烯烴微纖維，並且適用於低成本聚合物和聚合物纖維的連續、大規模和廉價的加工。該方法有助於產生具有定製的熱性質、尺寸性質和化學性質的材料。它是易於放大和可再現的，並且有助於採用廉價的、環境友好的組分和製造的連續加工技術。
[0010]在另一個實施方式中，提供了製造具有導電纖維片的裝置的方法。該方法包括將熱塑性樹脂與水溶性聚醯胺樹脂混合以形成樹脂混合物。然後將該樹脂混合物擠出以形成經擠出的樹脂混合物，經擠出的樹脂混合物具有位於較大的水溶性載體樹脂線料中的熱塑性樹脂線料。將經擠出的樹脂混合物與水接觸以將熱塑性樹脂線料與水溶性聚醯胺(例如，聚[2-乙基-2-噁唑啉])樹脂分離。由熱塑性樹脂線料形成導電纖維片。最後，將導電纖維片整合併插入到陽極和陰極之間。水溶性樹脂可以是聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PEOX)、聚氧化乙烯(PEO)等。
特別地，本發明提供了以下方面的技術方案:
1.製造具有纖維片的裝置的方法，所述方法包括:
將成纖樹脂與載體樹脂混合以形成樹脂混合物，所述載體樹脂是水溶性的；
將所述樹脂混合物擠出以形成經擠出的樹脂混合物，所述經擠出的樹脂混合物具有位於載體樹脂中的成纖樹脂線料；
將所述經擠出的樹脂混合物與水接觸以將所述成纖樹脂線料與載體樹脂分離；以及 由所述成纖樹脂線料形成導電纖維片。
2.根據方面I的方法，其中將所述纖維片插入到陽極和陰極之間。
3.根據前述方面中任一項的方法，其中所述成纖樹脂包含多個導電顆粒。
4.根據方面3的方法，其中所述導電顆粒選自碳顆粒、石墨顆粒、金屬顆粒及它們的組
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5.根據前述方面中任一項的方法，其中所述導電纖維片通過用金屬層塗覆所述成纖樹脂線料形成。
6.根據方面4的方法，其中所述金屬層包含選自鉻、鎳、不鏽鋼、金、鈀、鉬及它們的組合的組分。
7.根據前述方面中任一項的方法，進一步包括將所述纖維片放置在催化劑層和流場板之間，其中所述纖維片是氣體擴散層。
8.根據前述方面中任一項的方法，其中所述成纖樹脂是熱塑性聚合物。 9.根據前述方面中任一項的方法，其中所述成纖樹脂包含選自聚烯烴、聚酯及它們的組合的組分。
10.根據前述方面中任一項的方法，其中所述成纖樹脂包含選自可擠出的熱塑性聚合物例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、全氟磺酸聚合物、全氟環丁烷聚合物、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、含氟聚合物、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚芳醚酮、聚丁二烯、聚丁烯、聚己酸內酯、聚三氟氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸環己烷二甲醇酯、聚碳酸酯、聚羥基脂肪酸酯、聚酮、聚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醚碸、氯化聚乙烯、聚甲基戊烯、聚苯醚、聚苯乙烯、聚碸、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚氨酯、聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、苯乙烯-丙烯腈及它們的組合的組分。
11.根據前述方面中任一項的方法，其中所述載體樹脂是水溶性聚醯胺。
12.根據前述方面中任一項的方法，其中所述載體樹脂包含聚(2-乙基-2-噁唑啉)。
13.根據前述方面中任一項的方法，其中所述成纖樹脂與載體樹脂的重量比為約I: 100 到約 10: I。
14.根據前述方面中任一項的方法，其中所述成纖樹脂線料具有約5納米到約10微米的平均寬度。
15.製造具有纖維片的裝置的方法，所述方法包括:
將熱塑性樹脂與水溶性聚醯胺樹脂混合以形成樹脂混合物，所述熱塑性樹脂與水溶性聚醯胺樹脂的重量比為約1: 100到約10: I ；
將所述樹脂混合物擠出以形成經擠出的樹脂混合物，所述經擠出的樹脂混合物具有位於水溶性聚醯胺樹脂中的熱塑性樹脂線料；
將所述經擠出的樹脂混合物與水接觸以將所述熱塑性樹脂線料與水溶性聚醯胺樹脂分離；以及
由所述熱塑性樹脂線料形成導電纖維片。
16.根據方面15的方法，進一步包括將所述纖維片插入到陽極和陰極之間。
17.根據方面15或16的方法，其中所述成纖樹脂包含多個導電顆粒。
18.根據方面17的方法，其中所述導電顆粒選自碳顆粒、石墨顆粒、金屬顆粒及它們的組合。
19.根據方面15-18中任一項的方法，其中所述導電纖維片通過用金屬層塗覆所述熱塑性樹脂線料形成。
20.根據方面15-19中任一項的方法，其中所述金屬層包含選自鉻、鎳、不鏽鋼、金、鈀、鉬及它們的組合的組分。
21.根據方面15-20中任一項的方法，其中所述水溶性聚醯胺樹脂包含選自聚氧化乙烯、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(2-R-2-噁唑啉)，及它們的混合物和共聚物的組分，其中R = H、甲基、乙基、丙基、丁基或苯基。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]根據詳細說明和附圖可以更全面地理解本發明的示例性實施方式，其中:
[0012]圖1提供了具有分隔件的燃料電池的示意圖；
[0013]圖2是通過下面說明的方法的變型製造的纖維板或襯墊的理想化的頂視圖；以及[0014]圖3示出了用於燃料電池應用的氣體擴散層的製造的示意性流程圖。
【具體實施方式】
[0015]現在將詳細參照本發明的優選組合物、實施方式和方法，它們構成了發明人目前已知的實施本發明的最佳模式。附圖不必按比例繪製。但是，應當理解，所公開的實施方式只是本發明的示例，本發明可以各種形式和可選形式來實施。因此，本文所公開的特定細節不能解釋為限定，而只能作為本發明任一方面的代表性基礎和/或者作為教導普通技術人員以各種方式實施本發明的代表性基礎。
[0016]除了在實施例中，或者有明確的其它表示,本說明書中表示材料量或者反應和/或使用條件的所有數量應理解成在描述本發明的最寬範圍時被措詞「大約」所修飾。在所述的數值界限內的實踐通常是優選的。同樣，除非有明確的相反表示:百分比、「份數」和比例值是以重量計的；術語「聚合物」包括「低聚物」、「共聚物」、「三元共聚物」等；除非有其它表示，對任何聚合物提供的分子量均指重均分子量；一組或者一類材料被描述為適於或者優選與本發明結合用於給定目的，意味著所述組或者類成員中的任何兩個或者更多個的混合物同樣也是適合的或者優選的；以化學術語描述的成分指在添加到說明書中限定的任意組合中時的組分，且不必然排除一旦混合後在混合物各成分之間存在化學相互作用；首字母縮寫詞或者其他縮寫的首次定義適用於相同縮寫在本文中的所有後續使用，且經過必要修改後也適用於初始限定的縮寫的正常語法變型；且除非有明確的相反表示，性質的測量是通過前文或後文對相同性質提及的相同技術測定的。
[0017]還應該理解，本發明不限於下述的特定實施方式和方法，因為特定的組分和/或者條件毫無疑問可以變化。此外，本文所使用的術語僅用於描述本發明的特定實施方式的目的而不意於以任何方式限制本發明。
[0018]還必須注意的是，在說明書和所附權利要求中使用時，單數形式「a」、「an」和「the」涵蓋了複數個指示物的情形，除非上下文有明確的其它表示。例如以單數形式提及某組分也意於包括複數個組分。
[0019]在整個本申請中，在提及出版物時，這些出版物的公開內容通過引用整體併入到本申請中，以更全面地描述本發明所屬領域的狀況。
[0020]參照圖1，提供了具有纖維片的實施方式的燃料電池的示意性截面圖。質子交換膜(PEM)燃料電池10包括設置在陰極催化劑層14和陽極催化劑層16之間的聚合物離子導電膜12。燃料電池10還包括流場導電板18和20、氣體通道22和24和氣體擴散層26和28。有利地，擴散層26和28由下面說明的工藝的變型製得。在燃料電池10運行期間，燃料例如氫氣供給到陽極側上的流場板20並且氧化劑例如氧氣供給到陰極側上的流場板18。由陽極催化劑層16產生的氫離子遷移穿過聚合物離子導電膜12，它們在陰極催化劑層14處反應形成水。這個電化學過程產生通過連接到流場板18和20的負載的電流。
[0021]參照圖2，提供了通過下面說明的方法的變型製造的纖維片的理想化的頂視圖。纖維片30由多個聚集在一起形成襯墊的樹脂纖維32形成。通常，樹脂纖維32具有約5納米到約30微米的平均寬度。在另一個細化方案中，樹脂纖維32具有約5納米到約10微米的平均寬度。在又一細化方案中，樹脂纖維32具有約10納米到約5微米的平均寬度。在又一細化方案中，樹脂纖維32具有約100納米到約5微米的平均寬度。在另一個細化方案中，樹脂纖維32具有約500納米到約20微米的平均寬度。通常，纖維片30是導電的。
[0022]在本實施方式的變型中，纖維片30具有約50微米到約2mm的厚度。在一個細化方案中，纖維片30具有約50微米到約Imm的厚度。在另一個細化方案中，纖維片30具有約100微米到約500mm的厚度。
[0023]在本發明的變型中，纖維片包含潤溼劑。這樣的潤溼劑可作為單獨的組分添加或接枝到聚合物主鏈上。
[0024]在另一個變型中，纖維片30包括導致多孔性的孔隙。在一個細化方案中，孔隙率是約5到95體積百分比。在上下文中，孔隙率表示片材中為空(empty)的體積百分比。在另一個細化方案中，孔隙率是約20到80體積百分比。在又一細化方案中，孔隙率是約40到60體積百分比。
[0025]參照圖3，提供了示出分隔件多孔纖維襯墊的製造的示意性流程圖。在步驟a)中，成纖樹脂40與水溶性載體樹脂42混合以形成樹脂混合物44。成纖樹脂40包含聚合物樹脂和多個導電顆粒。在一個細化方案中，成纖樹脂40與水溶性載體樹脂42的重量比介於I: 100到10: I。在另一個細化方案中，成纖樹脂40與水溶性載體樹脂42的重量比介於1: 50到10: I。在另一個細化方案中，成纖樹脂40與水溶性載體樹脂42的重量比介於1: 10到10: I。在又一細化方案中，成纖樹脂40與水溶性載體樹脂42的重量比介於
0.2到0.8。在又一細化方案中，成纖樹脂40包含佔成纖樹脂40總重量(樹脂加顆粒)的約0.5到約80重量百分比的導電顆粒。合適的導電顆粒的實例包括但不限於碳黑、石墨、鉬、金、鈕等及它們的組合。在一個細化方案中，導電顆粒具有約5nm到約I微米的空間尺寸(例如,直徑)。在一個細化方案中，導電顆粒具有約5nm到約IOOnm的空間尺寸(例如，直徑)。在一個細化方案中，導電顆粒具有約IOnm到約50nm的空間尺寸(例如，直徑)。
[0026]纖維樹脂40是將形成樹脂纖維50的樹脂而載體樹脂42是水溶性樹脂。在一個細化方案中，成纖樹脂40是熱塑性聚合物。用於成纖樹脂40的適合的熱塑性聚合物的實例包括但不限於聚烯烴、聚酯及它們的組合。其它的實例包括但不限於聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、全氟磺酸聚合物、全氟環丁烷聚合物、聚環烯烴、聚全氟環丁烷、聚醯胺(非水溶性)、聚乳酸、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、含氟聚合物(例如PTFE、FEP等)、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈(例如PAN)、聚芳醚酮、聚丁二烯、聚丁烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚己酸內酯、聚三氟氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸環己烷二甲醇酯、聚碳酸酯、聚羥基脂肪酸酯、聚酮、聚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醚碸、氯化聚乙烯、聚甲基戊烯、聚苯醚、聚苯乙烯、聚碸、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚氨酯、聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、苯乙烯-丙烯腈及它們的組合。合適的水溶性樹脂的實例包括但不限於水溶性聚醯胺(例如聚(2-乙基-2-噁唑啉))(「ΡΕ0Χ」)。在一個細化方案中，水溶性樹脂包含選自聚氧化乙烯、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(2-R-2-噁唑啉)，及它們的混合物和共聚物的組分，其中R = H、甲基、乙基、丙基、丁基或苯基。在一個細化方案中，所述PEOX具有約50000到500000的重均分子量。
[0027]在步驟b)中，使用擠出機46在升高的溫度下共擠出所述材料，樹脂纖維50形成在載體樹脂52中。在步驟c)中，任選地將擠出的線料從擠出機46中分離。在步驟d)中，樹脂纖維50通過與水接觸(例如清洗)而從線料中釋放。在步驟e)中，樹脂纖維50被形成為氣體擴散層26和/或28。氣體擴散層26和28可以通過擠壓和加熱纖維50來形成。在另一個細化方案中，纖維50被結合到紙或氈墊(mat)上。通常，氣體擴散層26和28是厚度約10微米到5mm的襯墊形狀。最後，在步驟f)中，氣體擴散層26和28被放置在流場板和陽極層或陰極層之間以形成其內包含有氣體擴散層的燃料電池。為了最佳的性能，氣體擴散層是導電的使得電子可從催化劑層14(陽極)穿過氣體擴散層26到流場板18通過電路(具有負載例如電機)到流場板20到氣體擴散層28，到陰極催化劑層16。在聚丙烯腈的情況下，導電纖維襯墊可以通過所述多孔墊在超過300°C溫度下的熱解和碳化或石墨化來製得。通過在與水溶性聚合物(例如聚(2-乙基-2-噁唑啉))擠出之前，將碳黑或石墨以多於7.5wt%的載量引入到水溶性樹脂(通過擠出)中，可以賦予所述纖維導電性。在另一個變型中，通過用金屬層塗覆樹脂纖維50來使該纖維襯墊變為導電的。在一個細化方案中，該金屬層包含選自由鉻、鎳、不鏽鋼、金、鈀、鉬及它們的組合的組分。合適的用於形成含催化劑層的膜塗布工藝包括但不限於物理氣相沉積(PVD)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、磁控濺射、電子束沉積、離子束增強沉積、離子輔助沉積、化學氣相沉積、電鍍等。
[0028]在針對上面說明的變型和實施方式的本發明的細化方案中，所述纖維具有約10納米到約30微米的平均截面寬度(即，當該纖維具有圓形截面時的直徑)。在另一個細化方案中，該纖維具有約5納米到約10微米的平均寬度。在又一細化方案中，該纖維具有約10納米到約5微米的平均寬度。在進一步的細化方案中，該纖維具有約100納米到約5微米的平均寬度。所述纖維的長度通常超過寬度。在又一細化方案中，由本實施方式的工藝生產的纖維具有約Imm到約20mm或更多的平均長度。本文生產的纖維具有介於兩個尺寸範圍之間的纖維直徑範圍，通常小於纖維素紙和其它天然纖維膜中常見的那些纖維直徑範圍。靜電紡絲纖維和膨體Teflon膜(EPTFE)具有一般低至中值(mid) 100的納米範圍的纖維。紙纖維、擠出線料和拉伸纖維和絲線一般直徑在100到數千微米。
[0029]接下來的實施例舉例說明了本發明的各種實施方式。本領域技術人員將知曉落在本發明的精神和權利要求的範圍之內的許多變型。
實施例1:
[0030]在實驗室混合擠出機(Dynisco, LME)的料鬥中將高表面積石墨化碳(CabotEG15)添加到聚乙烯(PE)粉末(7700Mn(數均分子量)，35000Mw(重均分子量)，Aldrich產品目錄號47799-1KG)中，所述擠出機在140°C的模頭和轉子設定溫度運行，驅動馬達以50%的生產能力運行。在Waring攪拌機中將所得的擠出線料減小成粒狀，然後與聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PEOX) (50000Mw，Aldrich372846-500G)在該攪拌機中以 10: I 的 PEOX 對碳-PE共混物的比例混合。
[0031 ] 所得三組分共混物在前述條件下再次擠出，得到PEOX與載碳的PE的混合線料。擠出線料包含載碳的PE纖維,其通過在Waring攪拌機中在250ml水中洗漆而釋放出來。從水溶性PEOX中釋放出來的纖維通過在異丙醇中洗滌而乾燥，並測試電阻。
實施例2 =
[0032]在Waring攪拌機中以10: I的PEOX對碳-PE共混物的比例將聚乙烯粉末(7700Mn,35000Mw, Aldrich 產品目錄號 47799-1KG)與聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PEOX)(50000Mw, Aldrich372846-500G)混合。將所得的組分共混物擠出得到PEOX與PE的混合線料。該擠出線料包含PE纖維，其通過在Waring攪拌機中在250ml水中洗滌而釋放出來。從水溶性PEOX中釋放出來的纖維被乾燥到氈墊中並在異丙醇中洗滌。然後在真空下在Denton塗布系統中用金鈀塗覆所述氈墊。使用20秒到I小時的塗布時間來產生各種水平的導電纖維。
實施例3 =
[0033]在War ing攪拌機中以10: I的PEOX對碳-PE共混物的比例將聚乙烯粉末(7700Mn,35000Mw, Aldrich 產品目錄號 47799-1KG)與聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PEOX)(50000Mw, Aldrich372846-500G)混合。將所得的組分共混物擠出得到PEOX與PE的混合線料。該擠出線料包含PE纖維，其通過在Waring攪拌機中在250ml水中洗滌而釋放出來。從水溶性PEOX中釋放出來的纖維被乾燥到氈墊中並在異丙醇中洗滌。隨後將這些纖維準備用於使用鎳打底(nickel strike)的電鍍,然後電鍍鉻。
[0034]儘管已經說明和描述了本發明的實施方式，這不意味著這些實施方式說明和描述了本發明的所有可能的形式。相反，說明書中所使用的措詞只是描述性的措詞而不是限制性的，且應當理解，可以在不背離本發明的精神和範圍的前提下作出各種改變。
【權利要求】
1.製造具有纖維片的裝置的方法，所述方法包括: 將成纖樹脂與載體樹脂混合以形成樹脂混合物，所述載體樹脂是水溶性的； 將所述樹脂混合物擠出形成經擠出的樹脂混合物，所述經擠出的樹脂混合物具有位於所述載體樹脂中的成纖樹脂線料； 將所述經擠出的樹脂混合物與水接觸以將所述成纖樹脂線料與載體樹脂分離；以及 由所述成纖樹脂線料形成導電纖維片。
2.如權利要求1所述的方法，其中將所述纖維片插入到陽極和陰極之間。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述成纖樹脂包含多個導電顆粒，所述導電顆粒選自碳顆粒、石墨顆粒、金屬顆粒及它們的組合。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述導電纖維片通過用金屬層塗覆所述成纖樹脂線料形成。
5.如權利要求1所述的方法，進一步包括將所述纖維片放置在催化劑層和流場板之間，其中所述纖維片是氣體擴散層。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述成纖樹脂是熱塑性聚合物。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述成纖樹脂包含選自聚烯烴、聚酯及它們的組合的組分。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述載體樹脂是水溶性聚醯胺，其中所述成纖樹脂與載體樹脂的重量比為約1: 100到約10: I。
9.如權利要求8所述的方法，其中所述水溶性聚醯胺包含選自聚氧化乙烯、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(2-R-2-噁唑啉)，及它們的混合物和共聚物的組分，其中R = H、甲基、乙基、丙基、丁基或苯基。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述載體樹脂包含聚(2-乙基-2-噁唑啉)。
【文檔編號】H01M8/02GK103456971SQ201310277551
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2012年5月30日
【發明者】J·米切爾, T·J·富勒 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司