一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统技术方案

一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统，属于燃料电池技术领域。由模压成形装置、清扫装篮装置、真空浸渍装置、表面处理装置配合连接构成。上述一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统及其生产方，其可以实现柔性石墨双极板的连续生产，通过连续生产及对生产过程的系统管控，达到产品质量的一致性，提高生产效率，降低劳动强度，降低制造成本，实现双极板的商品化、规模化制造。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统
本技术属于燃料电池
，具体为一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统。
技术介绍
氢燃料电池是一种质子交换膜燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池是由双极板及膜电极组成。一个单电池电压一般在0.3-1.0V,这个电压很低，所以在实际应用中，是将几十几百个单电池串联一起使用。其中，双极板的作用主要包括：提供相邻单电池之间的电流通路，反应气的分配通道，冷却通道，分隔供给单电池的燃料、冷却剂（水）和氧化剂，分隔相邻电池的燃料气和氧化气，提供电池堆结构稳定所必须的机械强度等。因此，要求双极板具有导电性，对气体和冷却剂具有不渗透性，并且还要求对于燃料、氧化剂、电解膜具有抗腐蚀性，双极板材质需要有一定的机械强度等。现有技术中，双极板的材料多采用复合石墨板或者金属板。常见的双极板表面流场，其结构都是双面槽道型结构，也就是在单极板的两侧表面分别加工出复杂的“凹槽-凸道”结构。“凹槽”部分起着气体传输通道的作用，“凸道”部分起的是电流通路作用。金属板导电性能好，强度大，但其耐腐蚀性能差，双极板的厚度必须较厚(一般>1mm)，电阻大，导热性差，而且容易污染膜电极，影响燃料电池的寿命。另外，相同体积的双极板，金属材料板重量较大，表面流场的制造成本高，同时金属板表面采用镀膜处理工艺，制造成本高，因此无法实现电堆轻量化，能量密度低，同时材料成本和加工成本高昂，应用受到较大的局限。而柔性石墨板材的双极板制作，虽然厚度较金属板薄，重量轻，流场也可通过模压制成，材料成本及制造成本低。但由于石墨板材脆、易碎、材质疏松，在压制、物料在转运过程中保护要求高。因此，受到材质特性的限制，目前双极板的制作都是通过手工操作完成，无法实现制作过程的自动化或者半自动化。由于采用手工操作，无法实现规模化生产，效率低，劳动强度大，大大增加了制造过程中的人力成本；而整个工艺过程对操作工的操作技能要求高，在整个制作过程中，产品质量的一致性无法得到有效的保障。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本技术的目的在于设计提供一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统的技术方案，其可以实现柔性石墨双极板的连续生产，通过连续生产及对生产过程的系统管控，达到产品质量的一致性，提高生产效率，降低劳动强度，降低制造成本，实现双极板的商品化、规模化制造。所述的一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统，其特征在于由模压成形装置、清扫装篮装置、真空浸渍装置、表面处理装置配合连接构成。所述的一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统，其特征在于还包括依次配合连接的整平装置、涂胶装置、压力粘合装置、高温固化装置，表面处理装置与整平装置配合连接。所述的一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统的生产方法，其特征在于包括以下步骤：1）低密度膨胀石墨板依次经过模压成形装置的模压成形、清扫装篮装置的清扫入篮、真空浸渍装置的真空浸渍、表面处理装置的表面处理共四个步骤的工艺处理，制得成对的柔性石墨单极板；2）成对的柔性石墨单极板依次经过整平装置的整平、涂胶装置的涂胶、压力粘合装置的加压粘合、高温固化装置的高温固化共四个步骤的工艺处理，制得柔性石墨双极板。所述的一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统的生产方法，其特征在于所述的模压成形装置包括模压机，模压机两侧分别设置原材料输送线与半成品输送线，模压机正面设置自动上下料装置；模压机为四柱压力机，模压机上安装柔性单极板成形模具；原材料输送线为倍速链输送线，其上设置材料篮；自动上下料装置为一台四轴机器人，四轴机器人上设置抓取用的机械手；半成品输送线为倍速链输送线，其上设置极板定位工装。所述的一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统的生产方法，其特征在于所述清扫装篮装置包括全自动清扫机和全自动装篮机，所述的全自动清扫机包括极板清扫装置，极板清扫装置一侧配合设置来料输送装置，极板清扫装置另一侧配合设置装篮机接驳装置，清扫工作台左右两边配合设置抓料装置；所述的来料输送装置包括输送机架，输送机架上设置至少两个顶升机构，顶升机构顶部设置顶升杆，输送机架顶部设置楔带滚筒传动装置，楔带滚筒传动装置前后侧分别设置来料定位传感器、来料定位传感器a，楔带滚筒传动装置上配合设置来料输送工装，来料输送工装上设置极板定位机构，来料输送工装上还设置与顶升杆对应的卡接孔，顶升杆与来料输送工装的卡接孔定位顶升配合；所述的极板清扫装置包括清扫机架，清扫机架上设置第一清扫工作台、第一机械手滑轨、第二机械手滑轨，第一清扫工作台上方配合设置第一清扫机械手，第一清扫机械手与第一机械手滑轨滑动配合，第一清扫机械手清扫端设置第一极板刷；第二机械手滑轨上设置与其滑动配合的第二清扫机械手，第二清扫机械手清扫端设置第二极板刷；第一清扫机械手、第二清扫机械手由模组推动或气缸推动；所述的抓料装置包括抓料机架，抓料机架上设置水平运行机构，水平运行机构上设置垂直运动机构，垂直运动机构底部配合设置真空系统，真空系统底部配合设置真空吸盘机构；所述的装篮机接驳装置包括接驳机架，接驳机架上第二清扫工作台，第二极板刷位于第二清扫工作台上方；第二清扫工作台外侧设置极板定位工装、定位工装滑轨，接驳机架相应位置设置极板定位工装传感器，极板定位工装底部与固定于接驳机架上的气缸的活塞杆固定连接，工作时气缸推动极板定位工装前进或者后退；所述的极板定位工装为锯齿形斗状结构；所述的水平运行机构为水平方向行走的伺服模组结构，水平运行机构上设置连接法兰，垂直运行机构为垂直方向行走的伺服模组结构，垂直运行机构通过连接法兰与水平运行机构固定连接；真空吸盘机构为框架结构，包括矩形吸盘固定板，矩形吸盘固定板上固定设置海绵吸盘。所述的一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统的生产方法，其特征在于所述清扫装篮装置包括全自动清扫机和全自动装篮机，所述的全自动装篮机包括第一装篮机架、第二装篮机架，第一装篮机架上设置装篮机械手，第二装篮机架上设置翻转机械手、极板篮定位工装，极板篮定位工装上设置成品输出装置，成品输出装置上设置极板篮；装篮机械手为三维运动机构，包括水平运动机构，水平运动机构上设置垂直运动机构，垂直运动机构上设置可张合的极板抓手；所述的水平运动机构为跨接安装于第一装篮机架上的桥式结构，桥式结构由两组水平行走伺服模组、安装板组成，第一装篮机架上设置水平行走伺服模组、水平位置传感器，安装板通过桥接方式联接两组水平行走伺服模组，通过水平位置传感器控制极板抓手抓取极板及放置极板的水平位置；在所述的安装板上固定安装垂直运动机构，所述的垂直运动机构由垂直行走伺服模组、底板、两套滑块导轨、垂直位置传感器组成，底板与滑块导轨桥接后，与垂直行走伺服模组固定连接，通过垂直位置传感器控制极板抓手抓取极板及放置极板的垂直位置；所述的极板抓手由安装于底板上的气爪、安装于气爪上的极板爪组成，通过水平行走及垂直行走，完成极板抓手的位置移动，通过气爪的张合，完成对极板的抓放；所述的翻转机械手二维运动机构，包括可开合的接料抓手、旋转安装板、旋转模组、开合位置传感器，旋转模组由DD马达、旋转支撑及旋转轴配合构成，旋转支撑固定安装在第二装篮机架上，旋转轴可转动地固定于旋转支撑上，DD马达固定安装在旋转支撑上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统，其特征在于由模压成形装置、清扫装篮装置、真空浸渍装置、表面处理装置配合连接构成，还包括依次配合连接的整平装置、涂胶装置、压力粘合装置、高温固化装置，表面处理装置与整平装置配合连接。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统，其特征在于由模压成形装置、清扫装篮装置、真空浸渍装置、表面处理装置配合连接构成，还包括依次配合连接的整平装置、涂胶装置、压力粘合装置、高温固化装置，表面处理装置与整平装置配合连接。2.如权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统，其特征在于所述的模压成形装置包括模压机，模压机两侧分别设置原材料输送线与半成品输送线，模压机正面设置自动上下料装置；模压机为四柱压力机，模压机上安装柔性单极板成形模具；原材料输送线为倍速链输送线，其上设置材料篮；自动上下料装置为一台四轴机器人，四轴机器人上设置抓取用的机械手；半成品输送线为倍速链输送线，其上设置极板定位工装；所述真空浸渍装置包括浸渍罐，浸渍罐上设置加热温控系统，浸渍罐的两侧设置抽真空系统、加正压系统，浸渍罐的上方设置吊装搬运机构，浸渍罐为密封结构，可同时承受正压与负压，浸渍罐上设置开启用的密闭门、抽真空接口、破真空接口、排污口，浸渍罐内盛有浸渍用的溶液。3.如权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统，其特征在于所述清扫装篮装置包括全自动清扫机和全自动装篮机，所述的全自动清扫机包括极板清扫装置，极板清扫装置一侧配合设置来料输送装置，极板清扫装置另一侧配合设置装篮机接驳装置，清扫工作台左右两边配合设置抓料装置；所述的来料输送装置包括输送机架，输送机架上设置至少两个顶升机构，顶升机构顶部设置顶升杆，输送机架顶部设置楔带滚筒传动装置，楔带滚筒传动装置前后侧分别设置来料定位传感器、来料定位传感器a，楔带滚筒传动装置上配合设置来料输送工装，来料输送工装上设置极板定位机构，来料输送工装上还设置与顶升杆对应的卡接孔，顶升杆与来料输送工装的卡接孔定位顶升配合；所述的极板清扫装置包括清扫机架，清扫机架上设置第一清扫工作台、第一机械手滑轨、第二机械手滑轨，第一清扫工作台上方配合设置第一清扫机械手，第一清扫机械手与第一机械手滑轨滑动配合，第一清扫机械手清扫端设置第一极板刷；第二机械手滑轨上设置与其滑动配合的第二清扫机械手，第二清扫机械手清扫端设置第二极板刷；第一清扫机械手、第二清扫机械手由模组推动或气缸推动；所述的抓料装置包括抓料机架，抓料机架上设置水平运行机构，水平运行机构上设置垂直运动机构，垂直运动机构底部配合设置真空系统，真空系统底部配合设置真空吸盘机构；所述的装篮机接驳装置包括接驳机架，接驳机架上第二清扫工作台，第二极板刷位于第二清扫工作台上方；第二清扫工作台外侧设置极板定位工装、定位工装滑轨，接驳机架相应位置设置极板定位工装传感器，极板定位工装底部与固定于接驳机架上的气缸的活塞杆固定连接，工作时气缸推动极板定位工装前进或者后退；所述的极板定位工装为锯齿形斗状结构；所述的水平运行机构为水平方向行走的伺服模组结构，水平运行机构上设置连接法兰，垂直运行机构为垂直方向行走的伺服模组结构，垂直运行机构通过连接法兰与水平运行机构固定连接；真空吸盘机构为框架结构，包括矩形吸盘固定板，矩形吸盘固定板上固定设置海绵吸盘。4.如权利要求1所述的一种燃料电池柔性石墨双极板量产生产系统，其特征在于所述清扫装篮装置包括全自动清扫机和全自动装篮机，所述的全自动装篮机包括第一装篮机架、第二装篮机架，第一装篮机架上设置装篮机械手，第二装篮机架上设置翻转机械手、极板篮定位工装，极板篮定位工装上设置成品输出装置，成品输出装置上设置极板篮；装篮机械手为三维运动机构，包括水平运动机构，水平运动机构上设置垂直运动机构，垂直运动机构上设置可张合的极板抓手；所述的水平运动机构为跨接安装于第一装篮机架上的桥式结构，桥式结构由两组水平行走伺服模组、安装板组成，第一装篮机架上设置水平行走伺服模组、水平位置传感器，安装板通...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文根，项旭青，周凤满，王路，管晓东，章曙东，唐赞坤，周鹤，万书径，
申请(专利权)人：长兴欧森科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33