一种燃料电池膜电极组件制备工装及方法技术

本发明专利技术涉及一种燃料电池膜电极组件制备工装及方法，该制备工装包括下模座和上盖板，下模座两端部设置有用于定位边框的边框孔位凸台，中部开设有用于定位电极芯的凹槽，上盖板两端部开设有与边框孔位凸台相对应的边框孔位通孔，下模座与上盖板通过边框孔位凸台与边框孔位通孔固定相互位置。该制备方法包括：1）电极芯压合，得到五合一电极芯；2）边框预处理，得到复合边框；3）热压成型处理：将复合边框、电极芯依次放置在下模座上，通过下模座的凹槽以及复合边框的台阶孔进行双重定位，再放上边框，然后盖上上盖板，将整个制备工装置于热压机中热压，得到七合一膜电极组件。该制备工装及方法有利于提高膜电极组件压合过程的均匀性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池膜电极组件制备工装及方法
本专利技术属于燃料电池
，具体涉及一种燃料电池膜电极组件制备工装及方法。
技术介绍
燃料电池具有能量密度高、启动时间短、噪音低和环境友好等优点，被认为是21世纪清洁能源的终极方案，因此燃料电池的应用已经成为许多应用领域新能源方案的重点发展方向。燃料电池系统是由电堆和辅助子系统构成，电堆由双极板、膜电极、端板、集流板、紧固件等组成，而膜电极组件（Membraneelectrodeassembly，简称MEA）是电堆的核心，被誉为燃料电池芯片，决定了电堆性能、寿命的上限和成本的下限。膜电极组件包括气体扩散层（GDL）、边框及涂有催化剂层的质子交换膜（CCM）三个组件。在燃料电池的工作过程中，MEA需要有效地将燃料与氧化剂阻隔开，防止燃料与氧化剂的互相渗漏引起的电池发电效率下降，寿命的衰减，甚极端情况下可能引起的爆炸。因此，膜电极组件结构及制备工艺的合理性决定了燃料电池的密封效果和稳定性，且膜电极原材料都十分昂贵，在各组件压合时需要保证压合精度，以避免膜电极组件压合失效，造成浪费增加成本。专利CN1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池膜电极组件制备工装，其特征在于，包括下模座和上盖板，所述下模座两端部设置有用于定位边框的边框孔位凸台，中部开设有用于定位电极芯的下模座凹槽，所述上盖板两端部开设有与边框孔位凸台相对应的边框孔位通孔，中部开设有与下模座凹槽相对应以定位电极芯的上盖板凹槽，所述下模座与上盖板通过边框孔位凸台与边框孔位通孔固定相互位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池膜电极组件制备工装，其特征在于，包括下模座和上盖板，所述下模座两端部设置有用于定位边框的边框孔位凸台，中部开设有用于定位电极芯的下模座凹槽，所述上盖板两端部开设有与边框孔位凸台相对应的边框孔位通孔，中部开设有与下模座凹槽相对应以定位电极芯的上盖板凹槽，所述下模座与上盖板通过边框孔位凸台与边框孔位通孔固定相互位置。


2.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组件制备工装，其特征在于，所述下模座为硬质铝合金板，厚度为2mm，边框孔位凸台的高度为2mm，下模座凹槽的深度为0.3mm；所述上盖板为硬质铝合金板，厚度为2mm，上盖板凹槽的深度为0.3mm。


3.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组件制备工装，其特征在于，所述下模座凹槽、上盖板凹槽的宽度大于电极芯复合部分，以使其置入其中。


4.根据权利要求3所述的一种燃料电池膜电极组件制备工装，其特征在于，所述下模座凹槽、上盖板凹槽的侧边均比电极芯复合部分宽0.5mm，即下模座凹槽、上盖板凹槽的长、宽尺寸均比电极芯复合部分大1mm。


5.一种采用如权利要求1-4任一项所述膜电极组件制备工装的燃料电池膜电极组件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）电极芯压合：根据膜电极设计尺寸，裁切好两张气体扩散层GDL和一张两面涂覆有催化剂层的质子交换膜CCM；按照GDL、CCM、GDL的顺序依次放入电极芯压合工装中，GDL涂覆有碳粉的那一面对着CCM，GDL与CCM涂覆有催化剂层的部分重合，CCM向GDL的外缘延伸一定尺寸；将电极芯压合工装置于热压机中热压，得到五合一电极芯；利用上胶工装用聚酰亚胺胶带将电极芯向外延伸的CCM与GDL进行胶合保护；
2）边框预处理：利用带热熔型胶层的聚酰亚胺薄膜裁切出带胶层的镜像对称的上、下边框，利用不带热熔型胶层的聚酰亚胺薄膜裁切出不带胶层的中边框，所述上、中、下边框的外缘尺寸和孔位尺寸均相同，中边框的内缘尺寸大于上、下边框的内缘尺寸；将下边框带胶层的一面朝上放置在膜电极组件制备工装的下模座上，再放中边框，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑丽萍，郭玮翔，刘力铭，谢义淳，林玉祥，
申请(专利权)人：福建亚南电机有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35