The invention relates to a membrane electrode spraying fixture for proton exchange membrane fuel cell and a preparation method thereof. The fixture consists of two sets of bidirectional clamping devices and a vacuum adsorption heating platform. The invention uses a bi-directional clamping device with magnet and rubber pad instead of a bolt, clamp and a combination of multiple boxes to fix the device. The structure is simple and fast, the damage to the proton exchange membrane is reduced in the process of processing, the working efficiency and quality are improved, and the device is suitable for batch preparation of the membrane electrode of the proton exchange membrane fuel cell. The invention fixes the edge of the proton exchange membrane to be sprayed in four directions on the plane, and by adjusting the tension of the membrane surface, when the membrane is laid on the vacuum adsorption heating plate, wrinkles will not occur due to external forces and environment. At the same time, the fixture is simple to disassemble, namely, ready-to-use, reducing the installation and adjustment time of front spraying and reverse spraying, and greatly improving the spraying efficiency and spraying of the membrane electrode. Quality and product consistency.
【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池膜电极喷涂夹具及其制备方法
本专利技术属于燃料电池
,具体涉及一种质子交换膜燃料电池膜电极喷涂夹具及其制备方法。
技术介绍
膜电极组件(MEA)是质子交换膜燃料电池的心脏,是氧化还原反应进行的场所,是电流输出的源头。膜电极由两侧的气体扩散层、催化层和中间的质子交换膜组成,氧气的还原和氢气的氧化分别在阴阳极催化层进行,反应过程中所需的质子传导由中间的质子交换膜实现,电子经由外电路传导,产生电流。作为质子交换膜燃料电池的核心部件,膜电极组件性能的优劣除了与组成元件性能有关,其喷涂夹具和制备工艺也直接决定膜电极性能、成本和一致性。膜电极中的质子交换膜非常薄,常用厚度不超过50微米,机械强度较差,对温度和湿度非常敏感,实验室进行喷涂作业时,极易发生褶皱,严重影响喷涂质量和喷涂效率,膜电极中催化剂的粒径尺寸通常在纳米级别,通过与溶剂均匀混合形成催化剂浆料喷涂于质子交换膜上,当膜不平整时极易造成喷涂不均和催化剂团聚,影响涂层厚度一致性,减少催化剂比表面积,降低催化效率。为此人们多通过设计各种夹具来解决该问题,如现有技术中的专利申请号201410024434.5,该专利设计了喷涂夹具和热压夹具,其中,喷涂夹具需要将第一金属下框与铺膜底盘组合为一个平板,将质子交换膜平铺于上述平板上方,盖上第一金属上框,夹持第一长尾夹,形成框膜组件,将铺膜底盘固定在喷涂仪的吸气底盘上,将喷涂掩板放置于第一金属上框的框中,形成正面喷涂夹具,操作较为繁琐,仍存在膜褶皱的风险,且易发生误操作而影响喷涂效率。中国专利CN102101085A公开了一种制备燃料电池膜电极的 ...
【技术保护点】
1.一种质子交换膜燃料电池膜电极喷涂夹具,其特征在于:由两组双向夹紧装置(1)、真空吸附加热平台(2)组成;所述双向夹紧装置(1)由箱体(11)、动夹板(12)、静夹板(13)、螺杆(14)和旋钮(15)组成;箱体(11)内组装有连接旋钮(15)和螺杆(14),实现动夹板(12)移动的齿轮传动装置;动夹板(12)在靠近箱体(11)一侧,包括上动夹板(121)和下动夹板(122),螺杆(14)穿过螺纹通孔(16)与下动夹板(122)连接,通过螺杆(14)转动控制动夹板(12)双向移动;静夹板(13)在远离箱体(11)一侧,包括上静夹板(131)和下静夹板(132),螺杆(14)穿过光孔通孔(17)与下静夹板(132)连接,在光孔通孔(14)的两侧,螺杆上焊接有金属挡片(141);螺杆(14)上的螺纹分布于箱体(11)和静夹板(13)之间,通过光孔通孔(17)穿过箱体(11),在箱体(11)后侧的光孔通孔(17)两侧,螺杆上焊接有金属挡片(141);所述真空吸附加热平台(2)由真空吸附加热板(21)、平台底座(22)和支撑台面(23)组成,位于由双向夹紧装置(1)组合形成的矩形空间内。
【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池膜电极喷涂夹具,其特征在于:由两组双向夹紧装置(1)、真空吸附加热平台(2)组成;所述双向夹紧装置(1)由箱体(11)、动夹板(12)、静夹板(13)、螺杆(14)和旋钮(15)组成;箱体(11)内组装有连接旋钮(15)和螺杆(14),实现动夹板(12)移动的齿轮传动装置;动夹板(12)在靠近箱体(11)一侧,包括上动夹板(121)和下动夹板(122),螺杆(14)穿过螺纹通孔(16)与下动夹板(122)连接,通过螺杆(14)转动控制动夹板(12)双向移动;静夹板(13)在远离箱体(11)一侧,包括上静夹板(131)和下静夹板(132),螺杆(14)穿过光孔通孔(17)与下静夹板(132)连接,在光孔通孔(14)的两侧,螺杆上焊接有金属挡片(141);螺杆(14)上的螺纹分布于箱体(11)和静夹板(13)之间,通过光孔通孔(17)穿过箱体(11),在箱体(11)后侧的光孔通孔(17)两侧,螺杆上焊接有金属挡片(141);所述真空吸附加热平台(2)由真空吸附加热板(21)、平台底座(22)和支撑台面(23)组成,位于由双向夹紧装置(1)组合形成的矩形空间内。2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极喷涂夹具,其特征在于:所述两组双向夹紧装置(1)中螺杆(14)孔位高低不同。3.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极喷涂夹具,其特征在于:所述动夹板(12)包含上动夹板把手(1211)、上动夹板磁铁(1212)、上动夹板胶垫(1213)、下动夹板把手(1221)、下动夹板磁铁(1222)和下动夹板胶垫(1223),其中下动夹板把手(1221)上配有螺纹通孔(16)。4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池膜电极喷涂夹具,其特征在于:所述静夹板(13)包含上静夹板把手(1311)、上静夹板磁铁(1312)、上静夹板胶垫(1313)、下静夹板把手(1321)、下静夹板磁铁(1322)、下静夹板胶垫(1323),其中下静夹板把手(1321)上配有光孔通孔(17)。5.根据权利要求1所述的一种质子交换...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔新然,米新艳,张克金,崔龙,张苡铭,曹婷婷,刘国军,杨帅,
申请(专利权)人:一汽解放汽车有限公司,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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