一种质子交换膜燃料电池CCM的生产装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种质子交换膜燃料电池CCM的生产装置及方法。其中方法包括步骤：A.利用两个涂布机分别在两块连续的转印膜上涂布催化剂溶液，制得阳极催化剂层和阴极催化剂层；B.利用压辊把两块转印膜上的催化剂层同时转印到一块连续的质子交换膜的两面；C.利用剥离机构把转印后的转印膜从质子交换膜上剥离。装置包括包括第一涂布机、第二涂布机、辊压机构、剥离机构、以及导向辊组。该生产装置及方法生产效率高且可降低产品不良率。

A production device and method of CCM for PEMFC

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池CCM的生产装置及方法
本专利技术涉及燃料电池生产
，特别涉及一种质子交换膜燃料电池CCM的生产装置及方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池（ProtonExchangeMembranefuelcell，简称PEMFC）是燃料电池中的一种，其主要特点包括：清洁、效率高、能量密度大、输出功率可以根据需求进行自主调节，应用范围广等优点。PEMFC燃料电池一般包括质子交换膜、催化剂、密封、双极板、集电板、端板等主要结构，其中质子交换膜和催化剂以及密封结构组成了燃料电池中发生电化学反应的主要场所的部件——膜电极。膜电极包括结构部件包括：质子交换膜、阳极催化剂、阴极催化剂、阳极扩散层和阴极扩散层以及密封结构。PEMFC燃料电池的膜电极的制备主要是基于CCM（CatalystCoatedMembrane）技术，是把催化剂涂覆于质子交换膜上的，再通过一定温度和压力和气体扩散层压合在一起。涂覆催化剂一般是采取喷涂或者涂布刮刀方式，在实际生产过程中，需要花费大量时间用于质子交换膜的揭膜翻转以及铺陈（因为揭膜翻转以及铺陈过程容易导致膜的卷翘和褶皱，所使必须小心进行），并且很难保证涂覆一面后不会因为质子交换膜溶胀而发生卷翘，再进行另一面的涂覆时也就难以保证两面的有效区域准确对正，在此过程中也容易导致不良品的产生。而且，传统制备燃料电池CCM的方式多数采用单片制备，此方法只适用于实验室研究和小批量生产，无法满足大批量生产膜电极的需求。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种质子交换膜燃料电池CCM的生产装置及方法，旨在解决现有PEMFC燃料电池的膜电极制备方法的生产效率低和容易产生不良品的问题。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种质子交换膜燃料电池CCM的生产方法，包括步骤：A.利用两个涂布机分别在两块连续的转印膜上涂布催化剂溶液，制得阳极催化剂层和阴极催化剂层；B.利用压辊把步骤A中的两块转印膜上的催化剂层同时转印到一块连续的质子交换膜的两面；C.利用剥离机构把转印后的转印膜从质子交换膜上剥离。所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产方法的,步骤A中，把催化剂、膜溶液、有机溶剂、去离子水混合，并通过磁力搅拌、超声或者剪切乳化设备分散均匀制得所述催化剂溶液。所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产方法的,步骤A中，所述转印膜为聚酯薄膜PET、聚乙烯薄膜PE或聚丙烯薄膜OPP，其表面涂布有硅胶离型剂。所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产方法的,步骤B中，转印时利用两组压辊进行两次辊压。所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产方法中,转印时，辊压压力为0.5Mpa～150Mpa，辊压速度为5mm/s～100mm/s。一种质子交换膜燃料电池CCM的生产装置，包括第一涂布机、第二涂布机、辊压机构、剥离机构、以及导向辊组；第一涂布机用于向一块连续的转印膜涂布催化剂溶液从而制得阳极催化剂层；第二涂布机用于向另一块连续的转印膜涂布催化剂溶液从而制得阴极催化剂层；辊压机构用于把该两块转印膜与一块连续的质子交换膜辊压在一起，从而把阳极催化剂层和阴极催化剂层分别转印在质子交换膜的两面；剥离机构用于把两块转印后的转印膜从质子交换膜上剥离；所述导向辊组用于把两块转印膜和子交换膜导向辊压机构。所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产装置中，所述第一涂布机和第二涂布机均为超声波喷涂机，包括机台，以及若干个设置在机台上方的喷头；这些喷头沿转印膜的宽度方向排布。所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产装置中，所述辊压机构包括机架，设置在机架上的第一压辊组，以及电机；第一压辊组包括第一主动压辊和第一从动压辊，第一主动压辊由电机驱动。所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产装置中，所述辊压机构还包括设置在第一压辊组下游的第二压辊组，该第二压辊组包括第二主动压辊和第二从动压辊。所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产装置中，所述剥离机构包括设置在质子交换膜上方的第一收卷辊，以及设置在质子交换膜下方的第二收卷辊。有益效果：本专利技术提供的一种质子交换膜燃料电池CCM的生产装置及方法，制备过程中，催化剂溶液通过涂覆在转印膜上，避免了质子交换膜与催化剂溶液直接接触时因溶胀皱褶，而引起膜的变形对后续工艺造成不良影响，并且可以同时制备和转印阴极和阳极催化剂层，与传统工艺只能先制备一面催化剂层后，再进行另一面催化剂层的制备相比，有效节省了CCM生产所需要的时间，而且与传统工艺中的逐片制备的方法相比，生产连续性更好，便于实现质子交换膜燃料电池连续和规模化的生产，极大的提高了生产效率。附图说明图1为本专利技术提供的一种质子交换膜燃料电池CCM的生产方法的流程图。图2为本专利技术提供的一种质子交换膜燃料电池CCM的生产装置的结构示意图。图3为本专利技术提供的质子交换膜燃料电池CCM的生产装置中，第一涂布机和第二涂布机的结构示意图。图4为本专利技术提供的质子交换膜燃料电池CCM的生产装置中，辊压机构的的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。下文的公开提供的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。请参阅图1，本专利技术提供的一种质子交换膜燃料电池CCM的生产方法，包括步骤：A.利用两个涂布机分别在两块连续的转印膜上涂布催化剂溶液，制得阳极催化剂层和阴极催化剂层。首先，需要预先制备催化剂溶液，具体方法为：把催化剂、膜溶液、有机溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种质子交换膜燃料电池CCM的生产方法，其特征在于，包括步骤：/nA.利用两个涂布机分别在两块连续的转印膜上涂布催化剂溶液，制得阳极催化剂层和阴极催化剂层；/nB.利用压辊把步骤A中的两块转印膜上的催化剂层同时转印到一块连续的质子交换膜的两面；/nC.利用剥离机构把转印后的转印膜从质子交换膜上剥离。/n

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池CCM的生产方法，其特征在于，包括步骤：
A.利用两个涂布机分别在两块连续的转印膜上涂布催化剂溶液，制得阳极催化剂层和阴极催化剂层；
B.利用压辊把步骤A中的两块转印膜上的催化剂层同时转印到一块连续的质子交换膜的两面；
C.利用剥离机构把转印后的转印膜从质子交换膜上剥离。


2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产方法，其特征在于,步骤A中，把催化剂、膜溶液、有机溶剂、去离子水混合，并通过磁力搅拌、超声或者剪切乳化设备分散均匀制得所述催化剂溶液。


3.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产方法，其特征在于,步骤A中，所述转印膜为聚酯薄膜PET、聚乙烯薄膜PE或聚丙烯薄膜OPP，其表面涂布有硅胶离型剂。


4.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产方法，其特征在于,步骤B中，转印时利用两组压辊进行两次辊压。


5.根据权利要求4所述的质子交换膜燃料电池CCM的生产方法，其特征在于,转印时，辊压压力为0.5Mpa～150Mpa，辊压速度为5mm/s～100mm/s。


6.一种质子交换膜燃料电池CCM的生产装置，其特征在于，包括第一涂布机、第二涂布机、辊压机构、剥离机构、以及导向辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽丽，赵玉彬，
申请(专利权)人：佛山市清极能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44