一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统及制备方法技术方案

本发明专利技术属于氢燃料电池生产设备领域，提供了一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统及制备方法。其中，该制备系统包括有GDL上料设备、CCM上料设备、点胶机构以及喷码机，使得膜电极组件生产过程中的各个环节实现了自动化，相比于人工生产，本发明专利技术提高了膜电极组件的生产效率；能减少失误率，减少工成本，降低生产成本。此外，该方法通过在时间、空间上对双工位系统的合理设计，使得膜电极组件的生产效率进一步的提高。

A preparation system and method of membrane electrode assembly for hydrogen fuel cell

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统及制备方法
本专利技术属于氢燃料电池生产设备领域，尤其涉及一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统及制备方法。
技术介绍
燃料电池是很有发展前途的新动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极。其和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点。膜电极组件(MEA)是氢燃料电池最重要的部件之一，它是燃料电池芯片(CCM)、气体扩散层(GDL)等部分组成，它的工作原理是通过阴、阳极的电催化作用和质子交换膜的质子传导性，使位于电极两侧的氢气和氧气发生电化学反应，产生电能。其中，燃料电池芯片(CCM，catalystcoatedmembrane)是将燃料电池催化剂涂敷在质子交换膜两侧制备的催化剂/质子交换膜组件。而气体扩散层(GDL，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，包括放置GDL叠料的第一料框、GDL上料设备、放置CCM叠料的第二料框、CCM上料设备、工作平台、平台移动模组、点胶机构、喷码机以及控制器；其中，所述第一料框包括放置不同种类的GDL叠料的第一料框A及第一料框B；所述GDL上料设备包括用于拍摄GDL材料上的定位标记的第一图像采集装置，所述CCM上料设备包括用于拍摄CCM材料上的定位标记的第二图像采集装置，所述点胶机构包括用于拍摄GDL材料、CCM材料上的点胶标记的视觉定位装置；/n所述GDL上料设备、CCM上料设备、平台移动模组、点胶机构、喷码机、第一图像采集装置、第二图像采集装置、视觉定位装...

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，包括放置GDL叠料的第一料框、GDL上料设备、放置CCM叠料的第二料框、CCM上料设备、工作平台、平台移动模组、点胶机构、喷码机以及控制器；其中，所述第一料框包括放置不同种类的GDL叠料的第一料框A及第一料框B；所述GDL上料设备包括用于拍摄GDL材料上的定位标记的第一图像采集装置，所述CCM上料设备包括用于拍摄CCM材料上的定位标记的第二图像采集装置，所述点胶机构包括用于拍摄GDL材料、CCM材料上的点胶标记的视觉定位装置；
所述GDL上料设备、CCM上料设备、平台移动模组、点胶机构、喷码机、第一图像采集装置、第二图像采集装置、视觉定位装置均与控制器电连接；所述第一图像采集装置、第二图像采集装置以及视觉定位装置通过拍照采集材料上的标记信息后，反馈至所述控制器中进行处理；所述控制器根据处理结果，控制GDL上料设备、CCM上料设备以及点胶机构做相应的运动；
所述GDL上料设备用于将GDL材料分别从第一料框A、第一料框B吸取至所述工作平台上；
所述CCM上料设备用于将所述第二料框中的CCM材料吸取至工作平台的GDL材料上，以及将制备好的膜电极组件搬运至下料区；
所述平台移动模组用于驱动所述工作平台，使其能在所述GDL上料设备以及CCM上料设备之间往复运动；
所述控制器控制所述点胶机构给所述工作平台上的第一层GDL材料以及CCM点胶；当CCM点胶完成后，所述控制器控制GDL上料设备往CCM材料上贴上第二层GDL材料；
当膜电极组件贴合完成后，所述控制器控制所述喷码机往膜电极组件上喷码；
喷码完成后，所述控制器控制所述CCM上料设备将制备好的膜电极组件搬运至下料区。


2.如权利要求1所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述GDL上料设备包括GDL上料机构以及移动所述GDL上料机构的第一移动机构，所述GDL上料机构包括利用文氏效应产生吸力的吸取装置、第一真空发生器、第一吸真空多功板；所述吸取装置以及第一真空发生器均与所述控制器电连接；所述吸取装置开启，吹出高速流体，在高速流动的流体附近产生低压，该低压能使不同方向的气体穿过GDL叠料，使该GDL叠料相互分离，顶部的GDL材料在吸力的作用下被吸附至所述第一吸真空多功板；当材料被吸附至第一吸真空多功板时，所述第一真空发生器开启，将GDL材料吸平；并同时关闭所述吸取装置。


3.如权利要求2所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述GDL上料机构还包括超声波检测仪，所述超声波检测仪具有能发射超声波脉冲的探头以及接收超声波脉冲的接收器，超声波脉冲沿被测材料的厚度方向穿过被测材料，然后进入所述接收器，通过测量超声波脉冲在被测材料中传播的时间能确定被测材料的厚度；
所述超声波检测仪将被测材料的厚度信息发送至所述控制器，所述控制器将所述厚度信息与其内预设的单张材料的厚度数据作对比，判断是否吸取了两张以上的GDL材料；
当判断结果为一张时，所述控制器控制所述第一移动机构将GDL材料放至工作平台上；当判断结果为两张以上时，所述控制器控制所述第一真空发生器关闭，待材料放回料框后，重新开启所述吸取装置进行吸取操作，如果多次吸取多张，则通过报警装置报警。


4.如权利要求1所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述GDL上料机构还包括色标传感器，所述色标传感器通过与非色标区相比较来实现色标检测；所述色标传感器包括光源以及光接收器，所述光源垂直于被测材料安装，所述光接收器与被测材料成锐角角度安装，由于被测材料正、负两面的材质不一样，所以颜色也不一样，所述色标传感器与控制器电连接；所述色标传感器将其检测到的色标信息发送至所述控制器，所述控制器将所述色标信息与其内预存的非色标区数据作对比，从而判断吸取的材料是否正确；判断无误时通过第一移动机构将材料放至所述工作平台上，如果判断有误则放入呆滞区。


5.如权利要求1所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡奇志，王磊，
申请(专利权)人：深圳市世椿智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44