燃料电池用集成板及其制作方法、电池膜电极、燃料电池

162 编辑：中冶有色技术网来源：微通新材料科学研究（江苏）有限公司

2025-01-13 16:20:58

权利要求

1.一种燃料电池用集成板，其特征在于：包括功能部分(10)，所述功能部分(10)设有至少两层层叠设置的功能层，至少两层所述功能层均为由导热导电材料制成的多孔网络结构，至少两层所述功能层中的孔均为平均孔径为微纳米级的三维通孔，且至少两层所述功能层中的所述三维通孔相贯通，以形成供气、液传输的三维毛细孔道;

且以所述集成板设置于燃料电池的催化层外侧的状态为基准，所述功能部分(10)中的至少两层所述功能层沿内外方向层叠设置，且至少两层所述功能层中的所述三维通孔的平均孔径还从外向内依次递减，即：所述功能部分(10)中的所述三维通孔的平均孔径呈现梯度分布。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用集成板，其特征在于：所述功能部分(10)中，位于最外层的一所述功能层中的所述三维通孔的平均孔径与位于最内层的一所述功能层中的所述三维通孔的平均孔径相差至少一个数量级。

3.根据权利要求2所述的燃料电池用集成板，其特征在于：所述功能部分(10)由两层所述功能层组成，将两层所述功能层分别定义为第一功能层(101)和第二功能层(102)，所述第一功能层(101)位于所述第二功能层(102)的内侧，且所述第一功能层(101)中的所述三维通孔的平均孔径为2～3μm，所述第二功能层(102)中的所述三维通孔的平均孔径为35～40μm。

4.根据权利要求2所述的燃料电池用集成板，其特征在于：位于最外层的一所述功能层的孔隙率为30%～90%;位于最内层的一所述功能层的孔隙率为40%～80%。

5.根据权利要求1所述的燃料电池用集成板，其特征在于：所述功能部分(10)为一体式结构;

所述功能部分(10)中，至少两层所述功能层的材质相同，至少两层所述功能层的厚度均为30～100μm，且至少两层所述功能层的厚度值相同或各不相同。

6.根据权利要求1所述的燃料电池用集成板，其特征在于：还设有支撑部分(11)，所述支撑部分(11)设置于所述功能部分(10)的最外层的一所述功能层外侧上。

7.根据权利要求6所述的燃料电池用集成板，其特征在于：所述支撑部分(11)采用厚度为20～40μm的不锈钢片;所述支撑部分(11)通过高温烧结或焊接方式与所述功能层固定连接在一起。

8.根据权利要求6所述的燃料电池用集成板，其特征在于：所述功能部分(10)配置为两组，两组所述功能部分(10)呈镜像对称设置，所述支撑部分(11)固定设置于两组所述功能部分(10)之间。

9.一种燃料电池用集成板的制作方法，其特征在于：包括以下制作步骤：

S1：制作功能部分(10);

配制浆料A和浆料B，其中，按重量百分含量计，所述浆料A包括50%～65%的金属粉料、10%～20%的粘结剂、3%～7%的去离子水、6%～10%的有机溶剂和15%～20%的造孔剂，所述浆料B包括55%～75%的金属粉料、8%～20%的粘结剂、2%～8%的去离子水、6%～12%的有机溶剂和6%～11%的造孔剂，且所述金属粉料采用粒径为0.5～50μm的细镍粉或超细镍粉;

利用所述浆料A和所述浆料B加工制得呈现为两层复合结构的坯料，即：所述坯料由两层层叠设置的功能层雏体构成;其中，两层所述功能层雏体均为多孔网络结构，两层所述功能层雏体中的孔为平均孔径为微纳米级的三维通孔、并相互贯通，且两层所述功能层雏体中的所述三维通孔的平均孔径不相同、并呈梯度分布;

对所述坯料进行热机械处理，即制得所述功能部分(10);相应的，将经热机械处理后的所述功能层雏体定义为功能层;

S2：提供支撑部分(11)，所述支撑部分(11)采用厚度为20～40μm的不锈钢片;将所述支撑部分(11)以直接贴靠于平均孔径相对大的一所述功能层上的方式与所述功能部分(10)层叠设置后，通过高温烧结或焊接方式固定连接在一起，即制得所述集成板。

10.一种电池膜电极，其特征在于：包括如权利要求1-8中任一项所述的燃料电池用集成板和覆设于所述燃料电池用集成板的最内层的一所述功能层内侧上的催化膜层(2)。

11.根据权利要求10所述的电池膜电极，其特征在于：所述催化膜层(2)通过喷涂、溅射或电镀工艺覆设于所述功能层内侧上，且所述功能层内侧上每单位面积含有的所述催化膜层(2)的附着量为0.01～0.2mg/cm2。

12.一种燃料电池，其特征在于：包括电池单元，所述电池单元设有从内向外依次层叠设置的质子交换膜(3)、催化层(4)和集成板(1)，所述集成板(1)采用如权利要求1-8中任一项所述的燃料电池用集成板。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池用集成板及其制作方法、电池膜电极、燃料电池。

背景技术

[0002]氢燃料电池常用的质子交换膜燃料电池(简称为PEMFC)，是以氢气为燃料、通过电化学反应将燃料(氢和氧)中的化学能直接转变为电能的发电装置，具有能量转换效率高、零排放、无噪声等优点。目前，质子交换膜燃料电池的基本结构主要包括双极板、扩散层、催化层和质子交换膜四个部分，其中，双极板在质子交换膜燃料电池中起到支撑电极、提供输送氢气和氧气的通道、排出电化学反应生成的水、实现电极与外电路连通、进行散热等作用;扩散层为气体从双极板扩散到催化层提供相应的通道;催化层主要采用纳米金属铂材料制成，便于实现氢解析为原子及质子;质子交换膜具有阻止阴极与阳极之间的气体相通、对水合的质子具有良好的导通性并释放电子形成电能，湿润的质子交换膜即相当于燃料电池的电解质。总之，质子交换膜燃料电池的上述四个部分可实现分别从两个不同方向传输过来的氢和氧在质子交换膜上进行电化学反应，产生的水(气)又通过扩散层等流层排出。

[0003]在现有的质子交换膜燃料电池结构中，双极板主要采用石墨双极板、不锈钢双极板、或者由石墨与高分子材料复合成型的复合双极板结构，扩散层通常采用碳纸。然而，现有的双极板与扩散层组合结构在应用时存在有以下不足之处：

①双极板和扩散层的整体毛细效果或梯度毛细力的作用不可控，易产生“水淹”现象(即为水汽堵塞孔道)。

[0004]②气体从双极板传输到扩散层、再传输到催化层的孔径变化复杂，造成气体分布不均匀。

[0005]③因扩散层采用碳纸，而碳纸是由碳的混杂短纤维构成，具有相对柔软、孔径不规则且非常大等缺点。当将碳纸设置于双极板与催化层之间时，不仅存在碳纸分别与双极板及催化层间的界面结合相对比较难的问题，还会因表层结构相对粗大，造成催化层相对较厚，使得成本增加的同时、还使得催化效果受到影响。

[0006]有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

[0007]为了克服上述缺陷，本发明提供了一种燃料电池用集成板及其制作方法、电池膜电极、燃料电池，该制作方法简单、合理，可实现自动化、规模化、加工成本低的加工生产，且所得集成板集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能、以及结构超薄化/一体化等多项功能，很好的满足了质子交换膜燃料电池的组装和使用需求。

[0008]本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种燃料电池用集成板，包括功能部分，所述功能部分设有至少两层层叠设置的功能层，至少两层所述功能层均为由导热导电材料制成的多孔网络结构，至少两层所述功能层中的孔均为平均孔径为微纳米级的三维通孔，且至少两层所述功能层中的所述三维通孔相贯通，以形成供气、液传输的三维毛细孔道;

且以所述集成板设置于燃料电池的催化层外侧的状态为基准，所述功能部分中的至少两层所述功能层沿内外方向层叠设置，且至少两层所述功能层中的所述三维通孔的平均孔径还从外向内依次递减，即：所述功能部分中的所述三维通孔的平均孔径呈现梯度分布。

[0009]作为本发明的进一步改进，所述功能部分中，位于最外层的一所述功能层中的所述三维通孔的平均孔径与位于最内层的一所述功能层中的所述三维通孔的平均孔径相差至少一个数量级。

[0010]作为本发明的进一步改进，所述功能部分由两层所述功能层组成，将两层所述功能层分别定义为第一功能层和第二功能层，所述第一功能层位于所述第二功能层的内侧，且所述第一功能层中的所述三维通孔的平均孔径为2～3μm，所述第二功能层中的所述三维通孔的平均孔径为35～40μm。

[0011]作为本发明的进一步改进，位于最外层的一所述功能层的孔隙率为30%～90%;位于最内层的一所述功能层的孔隙率为40%～80%。

[0012]作为本发明的进一步改进，所述功能部分为一体式结构;

所述功能部分中，至少两层所述功能层的材质相同，至少两层所述功能层的厚度均为30～100μm，且至少两层所述功能层的厚度值相同或各不相同。

[0013]作为本发明的进一步改进，还设有支撑部分，所述支撑部分设置于所述功能部分的最外层的一所述功能层外侧上。

[0014]作为本发明的进一步改进，所述支撑部分采用厚度为20～40μm的不锈钢片;所述支撑部分通过高温烧结或焊接方式与所述功能层固定连接在一起。

[0015]作为本发明的进一步改进，所述功能部分配置为两组，两组所述功能部分呈镜像对称设置，所述支撑部分固定设置于两组所述功能部分之间。

[0016]本发明还提供了一种燃料电池用集成板的制作方法，包括以下制作步骤：

S1：制作功能部分;

对所述坯料进行热机械处理，即制得所述功能部分;相应的，将经热机械处理后的所述功能层雏体定义为功能层;

S2：提供支撑部分，所述支撑部分采用厚度为20～40μm的不锈钢片;将所述支撑部分以直接贴靠于平均孔径相对大的一所述功能层上的方式与所述功能部分层叠设置后，通过高温烧结或焊接方式固定连接在一起，即制得所述集成板。

[0017]本发明还提供了一种电池膜电极，包括如本发明所述的燃料电池用集成板和覆设于所述燃料电池用集成板的最内层的一所述功能层内侧上的催化膜层。

[0018]作为本发明的进一步改进，所述催化膜层通过喷涂、溅射或电镀工艺覆设于所述功能层内侧上，且所述功能层内侧上每单位面积含有的所述催化膜层的附着量为0.01～0.2mg/cm2。

[0019]本发明还提供了一种燃料电池，包括电池单元，所述电池单元设有从内向外依次层叠设置的质子交换膜、催化层和集成板，所述集成板采用如本发明所述的燃料电池用集成板。

[0020]本发明的有益效果是：1)相较于现有技术，本发明所述集成板集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能，结构超薄化/一体化、便于集成组装等多项功能，很好地满足了质子交换膜燃料电池的组装和使用需求。2)本发明所提供的燃料电池用集成板的制作方法简单、合理，可实现自动化、规模化、加工成本低的加工生产，利于推广实施。

附图说明

[0021]图1为本发明实施例1所述燃料电池用集成板的制作方法流程图;

图2为本发明实施例1所述燃料电池用集成板的剖面结构示意图;

图3为本发明实施例4所述燃料电池用集成板的剖面结构示意图;

图4为本发明实施例5所述电池膜电极的剖面结构示意图;

图5为本发明实施例6所述燃料电池的局部剖面结构示意图。

[0022]结合附图，作以下说明：

1、集成板;10、功能部分;101、第一功能层;102、第二功能层;11、支撑部分;2、催化膜层;3、质子交换膜;4、催化层。

具体实施方式

[0023]以下结合具体的实施例对本申请做进一步详细说明，但本申请不限于下述实施例。

[0024]本申请提供了一种燃料电池用集成板及其制作方法、电池膜电极、燃料电池，该集成板的制作方法简单合理，可实现自动化、规模化、加工成本低、高效的加工生产，所得集成板集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能，结构超薄化/一体化、便于集成组装等多项功能，很好地满足了质子交换膜燃料电池的组装和使用需求。究其实现原因，主要在于本申请对燃料电池用集成板的结构及制作方法等进行了优化创新，具体说明如下：

实施例1：

[0025]请参阅附图1所示，本实施例1提供了一种燃料电池用集成板的制作方法，包括以下制作步骤：

S1：制作功能部分10。

[0026]S11：配制浆料A和浆料B。

[0027]具体的，所述浆料A由60Kg的镍粉(粒径为10μm)、12Kg的粘结剂(采用α-淀粉)、3Kg的去离子水、7Kg的有机溶剂(采用二甲基甲酰胺DMF)和18Kg的造孔剂(采用聚丙烯)混合均匀后制作而成;所述浆料B由70Kg的镍粉(粒径为10μm)、10Kg的粘结剂(采用α-淀粉)、2Kg的去离子水、8Kg的有机溶剂(采用二甲基甲酰胺DMF)和10Kg的造孔剂(采用聚丙烯)混合均匀后制作而成。

[0028]说明：①在上述浆料A和浆料B的原料配方中，所述镍粉具有优异的导电和导热性能，以其为主料来制备所述功能层，可很好地满足集成板产品对于导电和导热性能的需求;所述去离子水和所述有机溶剂配合用于溶解所述粘结剂、以及分散所述镍粉和所述造孔剂，且除了采用上述二甲基甲酰胺DMF之外，所述有机溶剂还可优选采用丙醇、异丙醇、丙酮、甲苯、二甲苯、松油醇、三乙醇胺、异佛尔酮和二价酸酯中的至少一种;所述粘结剂用于粘结所述镍粉和所述造孔剂，且除了采用上述α-淀粉之外，所述粘结剂还可优选采用糊精等;所述造孔剂用于生成所述功能层结构中的通孔，且除了采用上述聚丙烯之外，所述造孔剂还可优选采用聚乙烯等。②由上述浆料A和浆料B的原料配方可知，所述浆料A和所述浆料B中的材质相同，这样可使下述两层功能层雏体/功能层之间的界面易结合、且结合强度高。

[0029]S12：利用所述浆料A和所述浆料B加工制得呈现为两层复合结构的坯料，即：所述坯料由两层层叠设置的功能层雏体构成。

[0030]具体的，本实施例1通过采用复合涂布工艺或复合轧制工艺来制作所述坯料，以下以复合涂布工艺为例来进行说明。

[0031]首先利用涂布机将所述浆料A加工成厚度为40±3μm的第一层功能层雏体，待将第一层功能层雏体烘干后，利用涂布机将所述浆料B涂布在第一层功能层雏体的一表面上、以得到厚度为60±3μm的第二层功能层雏体，待将两层所述功能层雏体均烘干后即得到所述坯料。

[0032]经检测，所述坯料中的两层所述功能层雏体均为多孔网络结构，且第一层所述功能层雏体的孔隙率为90%，第一层所述功能层雏体中的孔为平均孔径为35μm左右的三维通孔;第二层所述功能层雏体的孔隙率为75%，且第二层所述功能层雏体中的孔为平均孔径为3μm左右的三维通孔。可理解的，两层所述功能层雏体中的三维通孔相互贯通，而且两层所述功能层雏体中的三维通孔的平均孔径不相同、并相差一个数量级，因此，两层所述功能层雏体中的三维通孔的平均孔径呈现为梯度分布。

[0033]补充说明：关于两层所述功能层雏体的厚度，可根据产品设计需求来定，在一些实施例中，两层所述功能层雏体的厚度可被设计成相同。

[0034]S13：对所述坯料进行热机械处理，制得所述功能部分10。

[0035]具体的，上述热机械处理可优选采用高温烧结工艺，且具体加工条件优控为：选用氮气作为保护气体，选用氢气作为还原气体;并于750～1000℃下烧结60～120min。进一步的，可优选采用于900℃下烧结45min。

[0036]另外，为便于对制作方法进行说明，本实施例1还将经热机械处理后的所述功能层雏体定义为功能层，相应的，所述功能部分10由两层层叠设置的功能层构成。

[0037]S2：提供支撑部分11，所述支撑部分11采用厚度为20～40μm的不锈钢片(如可优选采用厚度为30μm的不锈钢片)，且不锈钢材质可优选采用304不锈钢、316L不锈钢或310S不锈钢;将所述支撑部分11以直接贴靠于平均孔径相对大的一所述功能层上的方式与所述功能部分10层叠设置后，通过高温烧结或焊接方式固定连接在一起，即制得所述集成板，可参阅附图2所示。

[0038]具体的，请继续参阅附图2所示，若将由所述浆料B制得的所述功能层定义为第一功能层101，将由所述浆料A制得的所述功能层定义为第二功能层102，相应的，所述第一功能层101的厚度为60μm左右、孔隙率为75%，且所述第一功能层101中的孔为平均孔径为3μm左右的三维通孔，所述第二功能层102的厚度为40μm左右、孔隙率为90%，且所述第二功能层102中的孔为平均孔径为35μm左右的三维通孔。

[0039]基于所述第一功能层101和所述第二功能层102的结构特性，本实施例1通过将所述支撑部分11层叠设置于所述第二功能层102背向所述第一功能层101的一侧后，再通过高温烧结工艺与所述第二功能层102及所述第一功能层101固定连接在一起，以制得所述集成板。其中，所述高温烧结工艺的具体加工条件可优控为：选用氮气作为保护气体，选用氢气作为还原气体;并于750～1000℃下烧结15～60min;进一步的，可优选采用于900℃下烧结30min。

[0040]由上述集成板的制作方法可知，本实施例1制得的所述集成板可概述为：请继续参阅附图2所示，所述集成板包括功能部分10和支撑部分11，其中，所述功能部分10为由两层层叠设置的功能层组成的一体式结构，将两层所述功能层分别定义为第一功能层101和第二功能层102，所述第一功能层101和所述第二功能层102的材质相同、并均为多孔网络结构，且所述第一功能层101的厚度为60μm左右、孔隙率为75%，所述第一功能层101中的孔为平均孔径为3μm左右的三维通孔，所述第二功能层102的厚度为40μm左右、孔隙率为90%，所述第二功能层102中的孔为平均孔径为35μm左右的三维通孔，亦即：所述第一功能层101和所述第二功能层102的厚度不相同，所述第一功能层101和所述第二功能层102中的三维通孔相贯通的同时，所述第一功能层101和所述第二功能层102中的三维通孔的平均孔径还呈现梯度分布(因三维通孔的平均孔径不相同而呈现为梯度分布)，以形成供气、液传输的三维毛细孔道;所述支撑部分11采用厚度为20～40μm的不锈钢片，且所述支撑部分11固定并层叠设置于所述第二功能层102背向所述第一功能层101的一侧上，以起到支撑补强作用的同时，还确保了所述集成板整体结构超薄化。

[0041]当所述集成板被应用设置于燃料电池的催化层外侧时，所述第一功能层101背向所述第二功能层102的一侧与所述催化层直接接触，即可理解的，所述第一功能层101位于所述第二功能层102的内侧，且所述第一功能层101和所述第二功能层102上的三维通孔的平均孔径呈现为从外向内递减的梯度分布;届时，①借由所述功能层的材料特性、以及所形成的微纳米级三维通孔，可使得所述功能部分10具有好的导电/导热性能、优异的三维通孔毛细性能，而基于优异的三维通孔毛细性能，可确保使工质(如气体、水、水汽)于所述功能部分10的三维毛细孔道中传输均匀、且不会发生“水淹”现象;②借由所述功能部分10上的三维通孔的平均孔径呈现为从外向内递减的梯度分布，特别是：位于外层的一所述功能层(如所述第二功能层102)中的所述三维通孔的平均孔径还与位于内层的一所述功能层(如所述第一功能层101)中的所述三维通孔的平均孔径相差至少一个数量级，这可使所述功能部分10上的三维毛细孔道从外向内呈现出显著地递减阶梯状变化状态，这一方面可进一步提升工质传输时的均匀性及不可逆性，另一方面还可有效改善位于内层的所述功能层(如所述第一功能层101)与燃料电池的催化层之间的界面结合效果，从而有效提升了催化层的催化效果，以及有效控制了催化层的用量/附着量、降低了燃料电池的生产成本。

[0042]总之，本实施例1制得的集成板集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能，结构超薄化/一体化、便于集成组装等多项功能，很好地满足了质子交换膜燃料电池的组装和使用需求。

实施例2：

[0043]本实施例2亦提供了一种燃料电池用集成板的制作方法，且相较于实施例1，本实施例2所提供的制作方法的区别点在于：①本实施例2在制作所述功能部分10时，所用的浆料A和浆料B的原料配方，与实施例1不相同。②本实施例2所得功能部分10中的两层功能层的结构特性，与实施例1不相同。

[0044]具体的，关于上述区别点①。

[0045]本实施例2中所用的浆料A和浆料B的原料配方为：所述浆料A由65Kg的镍粉(粒径为20μm)、10Kg的粘结剂(采用α-淀粉)、3Kg的去离子水、6Kg的有机溶剂(采用二甲基甲酰胺DMF)和16Kg的造孔剂(采用聚丙烯)混合均匀后制作而成;所述浆料B由75Kg的镍粉(粒径为20μm)、8Kg的粘结剂(采用α-淀粉)、3Kg的去离子水、8Kg的有机溶剂(采用二甲基甲酰胺DMF)和6Kg的造孔剂(采用聚丙烯)混合均匀后制作而成。

[0046]关于上述区别点②。

[0047]基于上述区别点①，再结合着与实施例1相同的复合涂布工艺和热机械处理，本实施例2亦制得了由两层层叠设置的功能层组成的所述功能部分10。且在本实施例2制得的所述功能部分10结构中，两层所述功能层亦均为多孔网络结构，并且由所述浆料A制得的所述功能层的孔隙率为85%、以及所述功能层中的孔为平均孔径为40μm左右的三维通孔，由所述浆料B制得的所述功能层的孔隙率为60%、以及所述功能层中的孔为平均孔径为3μm左右的三维通孔;亦即：本实施例2所得两层所述功能层具有优异的导电导热性能的同时，两层所述功能层中的三维通孔相贯通，以及两层所述功能层中的三维通孔的平均孔径还呈现梯度分布，以形成供气、液均匀传输的三维毛细孔道。

[0048]除上述两个区别点之外，本实施例2所述的制作方法中：所述功能部分10的配置数量，所述支撑部分11的选材、结构及配置数量，所述支撑部分11与所述功能部分10之间的成型方式等，均与实施例1相同，故在此不作赘述。

[0049]可理解的，本实施例2制得的集成板亦集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能，结构超薄化/一体化、便于集成组装等多项功能，很好地满足了质子交换膜燃料电池的组装和使用需求。

实施例3：

[0050]本实施例3亦提供了一种燃料电池用集成板的制作方法，且相较于实施例1，本实施例3所提供的制作方法的区别点在于：①本实施例3在制作所述功能部分10时，所用的浆料A和浆料B的原料配方，与实施例1不相同。②本实施例3所得功能部分10中的两层功能层的结构特性，与实施例1不相同。

[0051]具体的，关于上述区别点①。

[0052]本实施例3中所用的浆料A和浆料B的原料配方为：所述浆料A由50Kg的镍粉(粒径为10μm)、18Kg的粘结剂(采用糊精)、6Kg的去离子水、8Kg的有机溶剂(采用二甲基甲酰胺DMF)和18Kg的造孔剂(采用聚乙烯)混合均匀后制作而成;所述浆料B由55Kg的镍粉(粒径为10μm)、18Kg的粘结剂(采用糊精)、7Kg的去离子水、12Kg的有机溶剂(采用二甲基甲酰胺DMF)和8Kg的造孔剂(采用聚乙烯)混合均匀后制作而成。

[0053]关于上述区别点②。

[0054]基于上述区别点①，再结合着与实施例1相同的复合涂布工艺和热机械处理，本实施例3亦制得了由两层层叠设置的功能层组成的所述功能部分10。且在本实施例3制得的所述功能部分10结构中，两层所述功能层亦均为多孔网络结构，并且由所述浆料A制得的所述功能层的孔隙率为90%、以及所述功能层中的孔为平均孔径为35μm左右的三维通孔，由所述浆料B制得的所述功能层的孔隙率为75%、以及所述功能层中的孔为平均孔径为2μm左右的三维通孔;亦即：本实施例3所得两层所述功能层具有优异的导电导热性能的同时，两层所述功能层中的三维通孔相贯通，以及两层所述功能层中的三维通孔的平均孔径还呈现梯度分布，以形成供气、液均匀传输的三维毛细孔道。

[0055]除上述两个区别点之外，本实施例3所述的制作方法中：所述功能部分10的配置数量，所述支撑部分11的选材、结构及配置数量，所述支撑部分11与所述功能部分10之间的成型方式等，均与实施例1相同，故在此不作赘述。

[0056]可理解的，本实施例3制得的集成板亦集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能，结构超薄化/一体化、便于集成组装等多项功能，很好地满足了质子交换膜燃料电池的组装和使用需求。

实施例4：

[0057]本实施例4亦提供了一种燃料电池用集成板的制作方法，且相较于实施例1，本实施例4所提供的制作方法的区别点在于：①本实施例4在制作集成板时配置的所述功能部分10的数量，与实施例1不相同。相应的，本实施例4所得集成板结构，与实施例1不相同。

[0058]具体的，关于上述区别点①。

[0059]本实施例4通过采用与实施例1相同的功能部分制作方法来制作出了两组所述功能部分10，然后将所述支撑部分11夹设于两组所述功能部分10之间、并同时使两组所述功能部分10呈镜像对称设置后(可理解的，两组所述功能部分10中的平均孔径相对大的一所述功能层分别与所述支撑部分11的相对两面接触)，再通过高温烧结或焊接方式固定连接在一起，即制得所述集成板，可参阅附图3所示。

[0060]可理解的，相较于实施例1，当所述集成板中的所述功能部分10被配置为两组时，可更进一步的提升所述集成板的安装便捷性，利于燃料电池进行集成、安装。

[0061]除上述区别点之外，本实施例4所述的制作方法中：所述功能部分10的制作方法，所述支撑部分11的选材、结构及配置数量，所述支撑部分11与所述功能部分10之间的成型方式等，均与实施例1相同，故在此不作赘述。

[0062]总之，本实施例4制得的集成板集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能，结构超薄化/一体化、便于集成组装等多项功能，很好地满足了质子交换膜燃料电池的组装和使用需求。

实施例5：

[0063]请参阅附图4所示，本实施例5提供了一种电池膜电极，其包括集成板1和催化膜层2，所述集成板1采用如上述实施例1所提供的燃料电池用集成板结构，其集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能、以及结构超薄化/一体化等多项功能，故在此不作赘述;所述催化膜层2覆设于所述集成板1的最内层的一所述功能层内侧上。

[0064]进一步的，本实施例5可通过采用喷涂、溅射或电镀工艺在所述集成板1的最内层的一所述功能层内侧上覆设(成型)所述催化膜层2，所述催化膜层2的材质采用纳米金属铂。需强调的是：基于所述集成板1的特点和优点，所述功能层内侧上每单位面积含有的所述催化膜层2的附着量为0.01～0.2mg/cm2，仅为现有燃料电池中催化层厚度的1/3～1/10，大大降低了燃料电池的生产成本。

实施例6：

[0065]请参阅附图5所示，本实施例6提供了一种燃料电池，其包括多组依次连接的电池单元，每组所述电池单元均包括从内向外依次层叠设置的质子交换膜3、催化层4和集成板1，且每相邻的两组所述电池单元共用一所述集成板1，而且被共用的所述集成板1采用如上述实施例4所述的燃料电池用集成板结构;另外，将位于最外侧的两组所述电池单元分别定义为外侧电池单元，分别位于两组所述外侧电池单元相背两侧处的两个所述集成板1采用如上述实施例1所述的燃料电池用集成板结构;实施例1和实施例4制得的集成板均集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能、以及结构超薄化/一体化等多项功能，故在此不作赘述;所述质子交换膜3和所述催化层4均采用现有质子交换膜燃料电池中的常规结构，如：所述质子交换膜3采用非氟聚合物质子交换膜、氟磺酸型质子交换膜或Nafion膜，所述催化层4主要采用纳米金属铂材料制成。

[0066]综上所述，本申请所述集成板的制作方法简单、合理，可实现自动化、规模化、加工成本低的加工生产，且所得集成板集成了均匀导气、良好的排水/排水汽、优异的导电导热性能、以及结构超薄化/一体化等多项功能，很好的满足了质子交换膜燃料电池的使用需求。

[0067]在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

说明书附图(5)