一种膜电极的批量生产方法及其制作模具

摘要

本发明提供了一种膜电极的批量生产方法，其能批量化生产。其特征在于：其加工方法如下:（1）制备面积相同的阳极气体扩散层、阴极气体扩散层；（2）涂覆催化层形成阳极气体扩散电极、阴极气体扩散电极；（3）将所述的阳极气体扩散电极、阴极气体扩散电极剪裁成尺寸相同、数量相同的小片气体扩散电极；（4）将所述的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极分别置于热压模具框片的各个上框开口、下框开口之中，上框、下框之间平铺有质子交换膜；（5）将整个热压模具放入热压机中热压制备出一张连体膜电极结构；（6）将连体膜电极结构从相邻的单个膜电极的质子交换膜的中间位置处分隔开。

权利要求

1.一种膜电极的批量生产方法，其特征在于：

其加工方法如下:

（1）制备面积相同的阳极气体扩散层、阴极气体扩散层；

（2）在所述的阳极气体扩散层的表面涂覆阳极催化层形成阳极气体扩散电极、在所述的阴极气体扩散层的表面涂覆阴极催化层形成阴极气体扩散电极；

（3）将所述的阳极气体扩散电极、阴极气体扩散电极剪裁成尺寸相同、数量相同的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极；

（4）将所述的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极分别置于热压模具框片的各个上框开口、下框开口之中，所述上框开口、下框开口的尺寸确保所述的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极不易发生相对位移，所述上框开口、下框开口对应于垂直方向的同一位置，上框、下框之间平铺有质子交换膜；

（5）将整个热压模具放入热压机中热压后并取出，制备出一张膜上有多张膜电极的连体膜电极结构；

（6）将连体膜电极结构从相邻的单个膜电极的质子交换膜的中间位置处分隔开，等分成若干片膜电极。

2.根据权利要求1所述的一种膜电极的批量生产方法，其特征在于：

其具体步骤如下：

a、裁剪两大张尺寸相同的碳制纤维材料，每张碳制纤维材料的边长尺寸都是将要制备的单片膜电极的气体扩散层边长尺寸的倍数；将裁剪好的两大张碳制纤维材料置于聚四氟乙烯溶液中浸泡、取出后在空气中阴干、最后进行烧结，分别形成阳极气体扩散基层和阴极气体扩散基层；将碳粉、聚四氟乙烯溶液构成的浆料分别涂覆在阳极气体扩散基层和阴极气体扩散基层上、再进行烧结，制备得到阳极气体扩散微孔子层和阴极气体扩散微孔子层，从而得到面积相同的阳极气体扩散层、阴极气体扩散层； b、将阳极催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步中制得的阳极气体扩散层上并烘干，在其表面形成阳极催化层，制得阳极气体扩散电极；将阴极催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步中制得的阴极气体扩散层上并烘干，在其表面形成阴极催化层，制得阴极气体扩散电极；

c、将b步中制得的阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极裁剪成尺寸相同、数量相同的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极；

d、将所有的小片阳极气体扩散电极放置在下框片的各下框开口中，其催化层面朝上，而后在下框片和小片阳极气体扩散电极上端面覆盖一张质子交换膜，再用上框片压住质子交换膜，将所有小片阴极气体扩散电极放置在上框片的各上框开口中，其催化层面朝下，最后在上框片和小片阴极气体扩散电极的上端面覆盖一张单独的金属上片；

e、将整个热压模具放入热压机中热压后并取出，制备出一张膜上有多张膜电极的连体膜电极结构，热压的工艺条件为：温度为110℃~170℃、压力为2Bar~150Bar、热压时间为

0.5分钟~10分钟；

f、将连体膜电极结构从相邻的单个膜电极的质子交换膜的中间位置处分隔开，等分成若干片膜电极。

3.根据权利要求2所述的一种膜电极的批量生产方法，其特征在于：所述d步骤可以采用如下具体步骤：将所有的小片阴极气体扩散电极放置在下框片的各下框开口中，其催化层面朝上，而后在下框片和小片阴极气体扩散电极上端面覆盖一张质子交换膜，再用上框片压住质子交换膜，将所有小片阳极气体扩散电极放置在上框片的各上框开口中，其催化层面朝下，最后在上框片和小片阳极气体扩散电极的上端面覆盖一张单独的金属上片。

4.根据权利要求2所述的一种膜电极的批量生产方法，其特征在于：所述碳制纤维材料可以是碳纤维纸或碳纤维布，所述阳极气体扩散基层和所述阴极极气体扩散基层中聚四氟乙烯的质量百分数为2%~70%，所述阳极气体扩散微孔子层和所述阴极气体扩散微孔子层

2 2

中碳粉的含量都为0.05mg/cm~10mg/cm，所述阳极气体扩散微孔子层和所述阴极气体扩散微孔子层中聚四氟乙烯的质量百分数都为2%~70%，所述烧结温度为300℃~450℃。

5.根据权利要求2所述的一种膜电极的批量生产方法，其特征在于：所述阳极催化剂和阴极催化剂可以是Pt/C、Pd/C、Ru/C、Rh/C、Pt-Sn、Pt-Ir、Pt-IrO2、Pt-Ru、Pt-Ru/C、Pt-Ru-Ir、Pt-RuO2、RuO2、IrO2、RhO2、Pt、Ir、Pd、Rh，所述阳极催化剂和阴极催化剂的含量都

2 2

为0.02mg/cm~20mg/cm，所述阳极催化层中的氢离子交换树脂和所述阴极催化层中的氢离子交换树脂的质量百分数都为2%~70%。

6.一种制作膜电极的热压模具，其特征在于：其包括下框片、上框片，所述下框片上表面均布有下框开口，所述上框片下表面均布有上框开口，所述上框开口、下框开口尺寸相同、数量相同、且对应于垂直方向的同一位置。

7.根据权利要求6所述的一种制作膜电极的热压模具，其特征在于：所述下框开口贯穿所述下框片，所述下框片的下端面垫装有下层金属片。

8.根据权利要求6所述的一种制作膜电极的热压模具，其特征在于：所述上框开口贯穿所述上框片，所述上框片的上端面覆盖有上层金属片。

说明书

一种膜电极的批量生产方法及其制作模具

技术领域

[0001] 本发明涉及膜电极的生产技术领域，具体为一种膜电极的批量生产方法。

背景技术

[0002] 膜电极结构包括五部分：中间的固态质子交换膜、质子交换膜两侧的阳极催化层和阴极催化层以及最外侧的阳极气体扩散层和阴极气体扩散层，即，催化层总是置于质子交换膜和同侧气体扩散层之间。

[0003] 基于膜电极的上述结构，其制备方法一般有两种：

[0004] 第一种为在膜上涂覆催化剂再热压的工艺：即先在一片质子交换膜的两侧分别涂覆阳极催化层和阴极催化层，再分别制备一片阳极气体扩散层和一片阴极气体扩散层，最后将阳极气体扩散层、两侧涂覆催化层的质子交换膜、阴极气体扩散层依次叠加后热压，形成膜电极；

[0005] 第二种方法为在气体扩散层上涂覆催化剂再热压的工艺：即分别制备阳极气体扩散层和阴极气体扩散层，而后分别在阳极扩散层上涂覆阳极催化层、阴极扩散层上涂覆阴极催化层，最后，将一片涂覆阳极催化层的阳极气体扩散层、一片质子交换膜、一片涂覆阴极催化层的阴极气体扩散层依次叠加热压形成膜电极。

[0006] 采用上述两种方法制造膜电极，膜电极在生产过程中只能一片一片地生产，因此存在很多重复劳动，工效很低；此外，膜电极的生产过程中最主要的是涂覆的过程，因此，一片一片生产膜电极时，每一片膜电极都要经过单独的涂覆，这势必造成膜电极之间性能的差异。

[0007] 中国公开号：CN1276633，公开日：2000年12月13日申请号：CN00121124.2，申请日：2000.07.27，发明专利申请名称：一片膜上含有多个膜电极的燃料电池及其制备方法，公开了一种在一片膜上含有多个膜电极的制备方法，其通过将含有多个几何形状的模板置于一片质子交换膜上，然后通过模板的几何图形把催化层浆料涂覆在质子交换膜上，最后通过热压的方法生产出一片膜上含有多片膜电极。

[0008] 该制备方法存在如下不足：

[0009] 首先，通过有几何图形的模板涂覆催化剂浆料，若为了保证不浪费催化剂，则必须在一个几何形状中涂覆完催化剂，再到另一个区域中涂覆催化剂，其本质还是一片一片制备膜电极，因此有很多重复步骤，浪费工时；若为了节省时间，而对所有几何形状同时涂覆催化剂，即涂覆的区域也包括了把各个几何形状隔开的模板的间歇部分，不言而喻，这势必浪费很多催化剂；

[0010] 其次，在质子交换膜上涂覆催化剂的最大缺点是在涂覆过程中质子交换膜或多或少会发生无规则的收缩变形，因此当一个面涂覆完成后，将质子交换膜翻转再涂覆另一个面时会发生两种情况，即，情况1：膜收缩引起模板的各几何形状区域大于已涂覆的催化层区域，情况2：模板中的几何形状的区域与已涂覆的催化层区域错位，以上两种情况都会引起整个电化学活性区域减小，从而浪费材料，同时电池的实际输出功率达不到设计值；

[0011] 再次，对于两侧催化层完全对应、不错位的涂覆催化剂的膜，由于阳极气体扩散层和阴极气体扩散层与催化层的面积相同，且涂覆催化剂后膜不透明了，这也会造成膜电极热压时，下侧气体扩散层与下侧催化层之间对齐较困难，因此，膜电极热压后，容易造成上下侧气体扩散层之间错位；

[0012] 最后，同时在一片膜上热压多至100片膜电极时，由于上下侧的气体扩散层都没有定位装置，因此，就会造成装配困难，甚至会引起多片膜电极上下侧气体扩散层都发生错位的严重后果。

发明内容

[0013] 针对上述问题，本发明提供了一种膜电极的批量生产方法，其批量化生产，不仅节约工时、节约原材料，而且膜电极结构的五部分之间对位精确，性能稳定。

[0014] 一种膜电极的批量生产方法，其技术方案是这样的：

[0015] 其特征在于：

[0016] 其加工方法如下:

[0017] （1）制备面积相同的阳极气体扩散层、阴极气体扩散层；

[0018] （2）在所述的阳极气体扩散层的表面涂覆阳极催化层形成阳极气体扩散电极、在所述的阴极气体扩散层的表面涂覆阴极催化层形成阴极气体扩散电极；

[0019] （3）将所述的阳极气体扩散电极、阴极气体扩散电极剪裁成尺寸相同、数量相同的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极；

[0020] （4）将所述的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极分别置于热压模具框片的各个上框开口、下框开口之中，所述上框开口、下框开口的尺寸确保所述的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极不易发生相对位移，所述上框开口、下框开口对应于垂直方向的同一位置，上框、下框之间平铺有质子交换膜；

[0021] （5）将整个热压模具放入热压机中热压后并取出，制备出一张膜上有多张膜电极的连体膜电极结构；

[0022] （6）将连体膜电极结构从相邻的单个膜电极的质子交换膜的中间位置处分隔开，等分成若干片膜电极。

[0023] 其进一步特征在于：

[0024] 其具体步骤如下：

[0025] a、裁剪两大张尺寸相同的碳制纤维材料，每张碳制纤维材料的边长尺寸都是将要制备的单片膜电极的气体扩散层边长尺寸的倍数；将裁剪好的两大张碳制纤维材料置于聚四氟乙烯溶液中浸泡、取出后在空气中阴干、最后进行烧结，分别形成阳极气体扩散基层和阴极气体扩散基层；将碳粉、聚四氟乙烯溶液构成的浆料分别涂覆在阳极气体扩散基层和阴极气体扩散基层上、再进行烧结，制备得到阳极气体扩散微孔子层和阴极气体扩散微孔子层，从而得到面积相同的阳极气体扩散层、阴极气体扩散层；

[0026] b、将阳极催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步中制得的阳极气体扩散层上并烘干，在其表面形成阳极催化层，制得阳极气体扩散电极；将阴极催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步中制得的阴极气体扩散层上并烘干，在其表面形成阴极催化层，制得阴极气体扩散电极；

[0027] c、将b步中制得的阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极裁剪成尺寸相同、数量相同的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极；

[0028] d、将所有的小片阳极气体扩散电极放置在下框片的各下框开口中，其催化层面朝上，而后在下框片和小片阳极气体扩散电极上端面覆盖一张质子交换膜，再用上框片压住质子交换膜，将所有小片阴极气体扩散电极放置在上框片的各上框开口中，其催化层面朝下，最后在上框片和小片阴极气体扩散电极的上端面覆盖一张单独的金属上片。

[0029] e、将整个热压模具放入热压机中热压后并取出，制备出一张膜上有多张膜电极的连体膜电极结构，热压的工艺条件为：温度为110℃~170℃、压力为2Bar~150Bar、热压时间为0.5分钟~10分钟；

[0030] f、将连体膜电极结构从相邻的单个膜电极的质子交换膜的中间位置处分隔开，等分成若干片膜电极。

[0031] 其更进一步特征在于：

[0032] 所述d步骤可以采用如下具体步骤：将所有的小片阴极气体扩散电极放置在下框片的各下框开口中，其催化层面朝上，而后在下框片和小片阴极气体扩散电极上端面覆盖一张质子交换膜，再用上框片压住质子交换膜，将所有小片阳极气体扩散电极放置在上框片的各上框开口中，其催化层面朝下，最后在上框片和小片阳极气体扩散电极的上端面覆盖一张单独的金属上片；

[0033] 所述碳制纤维材料可以是碳纤维纸或碳纤维布，所述阳极气体扩散基层和所述阴极极气体扩散基层中聚四氟乙烯的质量百分数为2%~70%，所述阳极气体扩散微孔子层和所2 2
述阴极气体扩散微孔子层中碳粉的含量都为0.05mg/cm~10mg/cm，所述阳极气体扩散微孔子层和所述阴极气体扩散微孔子层中聚四氟乙烯的质量百分数都为2%~70%，所述烧结温度为300℃~450℃；

[0034] 所述阳极催化剂和阴极催化剂可以是Pt/C、Pd/C、Ru/C、Rh/C、Pt-Sn、Pt-Ir、Pt-IrO2、Pt-Ru、Pt-Ru/C、Pt-Ru-Ir、Pt-RuO2、RuO2、IrO2、RhO2、Pt、Ir、Pd、Rh，所述阳极催2 2
化剂和阴极催化剂的含量都为0.02mg/cm~20mg/cm，所述阳极催化层中的氢离子交换树脂和所述阴极催化层中的氢离子交换树脂的质量百分数都为2%~70%。

[0035] 一种制作膜电极的热压模具，其特征在于：其包括下框片、上框片，所述下框片上表面均布有下框开口，所述上框片下表面均布有上框开口，所述上框开口、下框开口尺寸相同、数量相同、且对应于垂直方向的同一位置。

[0036] 其进一步特征在于：所述下框开口贯穿所述下框片，所述下框片的下端面垫装有下层金属片；

[0037] 所述上框开口贯穿所述上框片，所述上框片的上端面覆盖有上层金属片。

[0038] 采用本发明方法制作的膜电极，整体涂覆形成阳极气体扩散电极、阴极气体扩散电极可以减少重复劳动、不会发生催化剂的浪费、提高涂覆的均匀性从而减少膜电极之间性能的差异； 将许多个小片气体扩散电极放置在热压模的具上、下框片中，可以保证热压时气体扩散电极不发生错位，从而大大提高膜电极生产过程的成品率；同时由于一次能热压许多片膜电极，因此大大缩短了热压的时间；综上，本发明方法批量化生产膜电极，不仅节约工时、节约原材料，而且膜电极结构的各部分之间对位精确，性能稳定。

附图说明

[0039] 图1为本发明的热压模具的结构示意图；

[0040] 图2为本发明的小片气体扩散电极在下框开口中的装配和质子交换膜的装配；

[0041] 图3为本发明的小片气体扩散电极在上框开口中的装配和金属上片的装配；

[0042] 图4为本发明的连体膜电极的结构示意图。

具体实施方式

[0043] 一种制作膜电极的热压模具，见图1，其包括下框片1、上框片2，下框片1上表面均布有下框开口3，上框片2下表面均布有上框开口4，上框开口4、下框开口3尺寸相同、数量相同、且对应于垂直方向的同一位置，下框开口3贯穿下框片1，下框片1的下端面垫装有下层金属片5；上框开口4贯穿上框片2，上框片2的上端面覆盖有上层金属片6。图中箭头为各部分的装配方向。

[0044] 一种膜电极的批量生产方法，见图2、图3、图4，其中下框开口3、上框开口4的数量和尺寸根据所要制备的膜电极的数量和尺寸确定，图中仅为示意结构：

[0045] 具体实施例一：质子交换膜燃料电池膜电极的批量生产

[0046] 具体生产步骤如下：

[0047] a、裁剪两张30cm 15cm的碳纤维布，将裁剪好的两张30cm 15cm碳纤维布置于聚四氟乙烯溶液中浸泡、取出后在空气中阴干、最后在300℃时进行烧结，于是得到30cm 15cm的阳极气体扩散基层和阴极气体扩散层各一张，经称重气体扩散层中聚四氟乙烯的质量百分数为2%，将碳粉、聚四氟乙烯溶液构成的浆料分别涂覆在阳极气体扩散基层和阴极气体扩散基层上、再在450℃时进行烧结，从而形成阳极气体扩散微孔子层和阴极气体扩散微孔子层，其碳粉含量为0.05mg/2
cm、其聚四氟乙烯的质量百分数都为2%，30cm 15cm的阳极气体扩散层和阴极气体扩散层制备完成。；

[0048] b、将0.02mg/cm2的Pt/C催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步骤中制得的30cm 15cm阳极气体扩散层上并烘干，从而形成阳极催化层，制备得到30cm2
15cm阳极气体扩散电极，其中氢离子交换树脂的质量百分数为70%；将20mg/cm 的Pt催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步骤中制得的30cm 15cm阴极气体扩散层上并烘干，从而形成阴极催化层，制备得到30cm 15cm阴极气体扩散电极，其中氢离子交换树脂的质量百分数为2%；

[0049] c、将b步中制得的阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极裁剪成25片6cm 3cm的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极；

[0050] d、将25片6cm 3cm阳极小片气体扩散电极置于热压模具下框片1的25个下框开口3中，其催化层面朝上，而后在下框片1和25片的小片阳极气体扩散电极上端面覆盖一张质子交换膜7，再用上框片2压住质子交换膜7，将25片的小片阴极气体扩散电极放置在上框片2的25个上框开口4中，其催化层面朝下，最后在上框片2和25片的小片阴极气体扩散电极的上端面覆盖一张单独的金属上片6；

[0051] e、将热压模具和盖于其上金属上片6放入热压机中热压后并取出，其热压的温度为110℃，热压的压力为150Bar，热压时间为0.5分钟，从而制备出一张膜上有25张膜电极的连体膜电极结构8；

[0052] f、将连体膜电极结构8从相邻的单个膜电极的质子交换膜的中间位置处分隔开，等分成25片膜电极，从而完成质子交换膜燃料电池膜电极的批量生产。

[0053] 其中，金属下片5、金属上片6的厚度为0.01mm，各下框开口3和各上框开口4的各条边的尺寸都比置于其中的阳极小片气体扩散电极或阴极小片气体扩散电极的各条边的尺寸大0.2mm，下框片1和上框片2的厚度比置于其各开口中的阳极小片气体扩散电极或阴极小片气体扩散电极小1mm，各上框开口4和所对应的各下框开口3重合，对应开口之间的错位误差≤0.02mm。

[0054] 具体实施例二：直接甲醇燃料电池膜电极的批量生产

[0055] 具体生产步骤如下：

[0056] a、裁剪两张20cm 10cm的碳纤维纸，将裁剪好的两张20cm 10cm碳纤维纸置于聚四氟乙烯溶液中浸泡、取出后在空气中阴干、最后在150℃时进行烧结，于是得到20m10cm的阳极气体扩散基层和阴极气体扩散层各一张，经称重气体扩散层中聚四氟乙烯的质量百分数为70%，将碳粉、聚四氟乙烯溶液构成的浆料分别涂覆在阳极气体扩散基层和阴极气体扩散基层上、再在300℃时进行烧结，从而形成阳极气体扩散微孔子层和阴极气体扩散
2
微孔子层，其碳粉含量为10mg/cm、其聚四氟乙烯的质量百分数都为70%，20cm 10cm的阳极气体扩散层和阴极气体扩散层制备完成。；

[0057] b、将20mg/cm2的Pt-Ru催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步骤中制得的20cm 10cm阳极气体扩散层上并烘干，从而形成阳极催化层，制备得到20cm 10cm2
阳极气体扩散电极，其中氢离子交换树脂的质量百分数为2%；将0.05mg/cm 的Pt/C催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步骤中制得的20cm 10cm阴极气体扩散层上并烘干，从而形成阴极催化层，制备得到20cm 10cm阴极气体扩散电极，其中氢离子交换树脂的质量百分数为70%；

[0058] c、将b步中制得的阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极裁剪成2片10cm 10cm的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极；

[0059] d、将2片10cm 10cm阴极小片气体扩散电极置于热压模具下框片1的2个下框开口中，其催化层面朝上，而后在下框片1和2片的小片阴极气体扩散电极上端面覆盖一张质子交换膜7，再用上框片2压住质子交换膜7，将2片的小片阳极气体扩散电极放置在上框片2的2个上框开口中，其催化层面朝下，最后在上框片2和2片的小片阳极气体扩散电极的上端面覆盖一张单独的金属上片6；

[0060] e、将热压模具和盖于其上金属上片6放入热压机中热压后并取出，其热压的温度为170℃，热压的压力为2Bar，热压时间为10分钟，从而制备出一张膜上有2张膜电极的连体膜电极结构8；

[0061] f、将连体膜电极结构8从相邻的单个膜电极的质子交换膜的中间位置处分隔开，等分成2片膜电极，从而完成质子交换膜燃料电池膜电极的批量生产。

[0062] 其中，金属下片5、金属上片6的厚度为1mm，各下框开口3和各上框开口4的各条边的尺寸都比置于其中的阳极小片气体扩散电极或阴极小片气体扩散电极的各条边的尺寸大0.02mm，下框片1和上框片2的厚度比置于其各开口中的阳极小片气体扩散电极或阴极小片气体扩散电极小0.02mm，各上框开口4和所对应的各下框开口3重合，对应开口之间的错位误差≤0.03mm。

[0063] 具体实施例三：电化学制纯氧发生池膜电极的批量生产

[0064] 具体生产步骤如下：

[0065] a、裁剪两张40cm 40cm的碳纤维纸，将裁剪好的两张40cm 40cm碳纤维纸置于聚四氟乙烯溶液中浸泡、取出后在空气中阴干、最后在370℃时进行烧结，于是得到20m10cm的阳极气体扩散基层和阴极气体扩散层各一张，经称重气体扩散层中聚四氟乙烯的质量百分数为35%，将碳粉、聚四氟乙烯溶液构成的浆料分别涂覆在阳极气体扩散基层和阴极气体扩散基层上、再在370℃时进行烧结，从而形成阳极气体扩散微孔子层和阴极气体扩散
2
微孔子层，其碳粉含量为5mg/cm、其聚四氟乙烯的质量百分数都为35%，40cm 40cm的阳极气体扩散层和阴极气体扩散层制备完成；

[0066] b、将10mg/cm2的Ir催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步骤中制得的40cm 40cm阳极气体扩散层上并烘干，从而形成阳极催化层，制备得到40cm 40cm2
阳极气体扩散电极，其中氢离子交换树脂的质量百分数为35%；将10mg/cm 的Pt催化剂和氢离子交换树脂构成的混合溶液涂覆在a步骤中制得的40cm 40cm阴极气体扩散层上并烘干，从而形成阴极催化层，制备得到40cm 40cm阴极气体扩散电极，其中氢离子交换树脂的质量百分数为35%；

[0067] c、将b步中制得的阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极裁剪成400片2cm 2cm的小片阳极气体扩散电极、小片阴极气体扩散电极；

[0068] d、将400片2cm 2cm阳极小片气体扩散电极置于热压模具下框片1的400个下框开口3中，其催化层面朝上，而后在下框片1和400片的小片阳极气体扩散电极上端面覆盖一张质子交换膜7，再用上框片2压住质子交换膜7，将400片的小片阴极气体扩散电极放置在上框片2的400个上框开口中，其催化层面朝下，最后在上框片2和400片的小片阴极气体扩散电极的上端面覆盖一张单独的金属上片6；

[0069] e、将热压模具和盖于其上金属上片6放入热压机中热压后并取出，其热压的温度为140℃，热压的压力为75Bar，热压时间为5分钟，从而制备出一张膜上有400张膜电极的连体膜电极结构8；

[0070] f、将连体膜电极结构8从相邻的单个膜电极的质子交换膜的中间位置处分隔开，等分成2片膜电极，从而完成质子交换膜燃料电池膜电极的批量生产。

[0071] 其中，金属下片5、金属上片6的厚度为0.5mm，各下框开口3和各上框开口4的各条边的尺寸都比置于其中的阳极小片气体扩散电极或阴极小片气体扩散电极的各条边的尺寸大0.1mm，下框片和1上框片2的厚度比置于其各开口中的阳极小片气体扩散电极或阴极小片气体扩散电极小0.5mm，各上框开口4和所对应的各下框开口3重合，对应开口之间的错位误差≤0.01mm。