用于制造燃料电池的弹性体电池框架的设备制造技术

用于制造燃料电池的弹性体电池框架的设备，可包括：作为制造弹性体电池框架的设备，该设备包括其中结合有膜电极组件和气体扩散层的插入件，以及由热塑性弹性体(TPE)制成的片状弹性体框架，框架集成到插入件的外部区域中以形成燃料电池的单元电池；下夹具模块，使得容纳插入件和弹性体框架在预定区域重叠的重叠区域；以及上夹具模块，其安装在下夹具模块上方，以向重叠区域提供热量和压力，以在该重叠区域中热粘合插入件和弹性体框架之间的界面。

【技术实现步骤摘要】
用于制造燃料电池的弹性体电池框架的设备
本专利技术涉及一种用于制造燃料电池的弹性体电池框架的设备，特别涉及一种将由热塑性弹性体(TPE)制成的片状弹性体框架整体地粘合到插入件上，在该插入件中没有单独的粘合构件而粘合了膜电极组件和气体扩散层的用于制造燃料电池的弹性体电池框架的设备。
技术介绍
燃料电池是一种发电设备，被配置为使堆中的燃料的化学能发生电化学反应以将其转化为电能，不仅用于提供工业、家庭和车辆的驱动力，而且还用于为小型电子产品(如便携式设备)提供电源，近来，其使用范围逐渐扩大为高效的清洁能源。普通燃料电池的单元电池具有安装在其最里面的部分的膜电极组件(MEA)，并且膜电极组件由能够传递氢质子的聚合物电解质膜和催化剂层、即阴极和阳极构成，催化剂层为了使氢和氧相互反应而涂布在聚合物电解质膜的两面上。另外，在膜电极组件的一个面和另一个面上，即在安装有阴极和阳极的外部，安装有一对用于供给反应气体并排出由反应产生的水的隔板。此时，可以在膜电极组件和隔板之间设置用于使反应气体和产生的水的流动扩散或平滑的气体扩散层(GDL)。同时，已经常规地制造了用于将膜电极组件和垫圈集成为一体的膜电极垫圈组件(MEGA)，并且该膜电极垫圈组件(MEGA)用于保持单元电池的气密性以及在堆叠过程中的便利性。此外，最近，还提供了一种集成框架，该集成框架用于使具有结合到膜电极组件的气体扩散层的插入件和垫圈集成。然而，常规的集成框架已经通过使用粘合剂将框架和塑料材料的插入件粘合在一起。此外，当通过使用常规的集成框架来制造单元电池时，需要单独的粘合构件和密封构件来粘合隔板和集成框架。该过程导致材料成本和制造成本的增加。此外，常规上，预先将一对彼此相对的隔板彼此结合，然后在堆叠过程中在堆叠单元电池时使隔板在彼此相邻的单元电池中彼此对准。因此，申请人进行了研究，以通过更换由热塑性弹性体(TPE)制成的片状弹性体框架来将垫圈与插入件集成在一起，并且因此，需要一种被配置用于通过同时向弹性体框架和插入件提供热量和压力来进行热粘合的设备。本专利技术的
技术介绍
部分中包括的信息仅用于增强对本专利技术的一般背景的理解，并且不可将其视为本信息构成本领域技术人员已知的现有技术的认可或任何形式的建议。
技术实现思路
本专利技术的各个方面旨在提供一种制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备，该设备可以通过同时向插入件和弹性体框架之间的重叠区域提供热量和压力来将插入件和弹性体框架整体地粘合而无需单独的粘合构件。根据本专利技术的示例性实施方式的制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备，包括：其为一种包括插入件和片状弹性体框架以形成燃料电池的单元电池的制造弹性体电池框架的设备，所述插入件中结合有膜电极组件和气体扩散层，所述片状弹性体框架由集成到所述插入件的外部区域中的热塑性弹性体(TPE)制成；下夹具模块，使得容纳所述插入件和所述弹性体框架在预定区域重叠的重叠区域；以及上夹具模块，安装在所述下夹具模块上方以向所述重叠区域提供热量和压力，以在所述重叠区域中热粘合所述插入件与所述弹性体框架之间的界面。上夹具模块包括移动轴，从所述下夹具模块向前移动或朝向所述下夹具模块向后移动；上夹具，安装在所述移动轴的一端部，以在与所述重叠区域相对时提供热量和压力；以及动力部，安装在所述移动轴的另一端部，以提供动力使所述移动轴向前或向后操作。所述重叠区域包括短轴重叠区域和长轴重叠区域，所述短轴重叠区域形成在所述弹性体框架的短轴部上，所述长轴重叠区域形成在所述弹性体框架的长轴部上，所述上夹具包括第一上夹具和第二上夹具，所述第一上夹具用于向所述短轴重叠区域提供热量和压力，所述第二上夹具用于向所述长轴重叠区域提供热量和压力，并且所述移动轴包括：第一移动轴和第二移动轴，所述第一移动轴连接至所述第一上夹具，以使所述第一上夹具移动，所述第二移动轴连接至所述第二上夹具，以使所述第二上夹具移动。所述第一上夹具包括第一主体部和第一加热部，所述第一主体部连接到所述第一移动轴，所述第一加热部在所述第一主体部的表面上朝所述下夹具模块突出，以在与所述短轴重叠区域直接相对时提供热量和压力，并且所述第二上夹具包括第二主体部和第二加热部，所述第二主体部连接至所述第二移动轴，所述第二加热部在所述第二主体部的表面上朝所述下夹具模块突出，以在与所述长轴重叠区域直接相对时提供热量和压力。所述第一移动轴形成于在其两端部具有中空的管中，并且所述第二移动轴通过贯通所述第一移动轴的内部而可滑动地安装，并且所述第二上夹具的所述第二主体部比所述第一上夹具的所述第一主体部更朝向所述下夹具模块而安装，并且所述第一上夹具的所述第一加热部比所述第二上夹具的所述第二加热部更朝向所述下夹具模块而突出。第一加热部和第二加热部由导热率高于第一主体部和第二主体部的导热率的材料制成。动力部分别独立地操作是否移动第一移动轴和第二移动轴及其移动量。制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备还包括基板，在所述基板中容纳所述下夹具模块；以及支承模块，安装在所述基板上以进行支承，使得所述上夹具模块安装在所述下夹具模块上方。第一上夹具包括第一非接触部，第一非接触部形成为使得第一加热部在短轴重叠区域以外的其它区域中不与弹性体框架直接接触第二上夹具包括第二非接触部，第二非接触部形成为使得第二加热部在长轴重叠区域以外的其它区域中不与弹性体框架直接接触。第一上夹具包括第一接触部，第一接触部形成为使得第一加热部在短轴重叠区域以外的其它区域中与弹性体框架直接接触。第二上夹具包括第二接触部，第二接触部形成为使得第二加热部在长轴重叠区域以外的其它区域中与弹性体框架直接接触。根据本专利技术的示例性实施方式，可以容易地对准并热粘合其中已经结合有膜电极组件和气体扩散层的插入件，并且由热塑性弹性体(TPE)制成的片状弹性体框架被集成到插入件的外部区域中。此外，可以按区域划分插入件和弹性体框架之间的重叠区域，并根据每个区域划分上夹具模块，以不同方式控制为每个区域提供的热量和压力条件，从而增强弹性体电池框架的质量。本专利技术的方法和设备具有其他特征和优点，通过结合在本文中的附图和下面的详细说明，这些特征和优点将变得显而易见，或者在附图中更详细地阐述，这些附图一起用于解释本专利技术的某些原理。附图说明图1是示出根据本专利技术的示例性实施方式的制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备的侧视图，图2是示出根据本专利技术的示例性实施方式的制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备的主要部分的分解透视图，图3是示出根据本专利技术的示例性实施方式的上夹具模块的主要部分的透视图，图4、图5A和图5B是示出根据本专利技术的示例性实施方式的主要部分的截面的剖视图，以及图6A、图6B、图7A和图7B是示出根据本专利技术的各个实施方式的加热部分的截面的主要部分的截面图。可以理解的是，附图不一定按比例绘制，而是示出了说明本专利技术基本原理的各种特征的略微简化的表示。如本文所包括的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备，/n其为一种包括插入件和片状弹性体框架以形成燃料电池的单元电池的制造弹性体电池框架的设备，所述插入件中结合有膜电极组件和气体扩散层，所述片状弹性体框架由集成到所述插入件的外部区域中的热塑性弹性体制成，所述设备包括：/n下夹具模块，容纳所述插入件和所述片状弹性体框架在预定区域重叠的重叠区域；以及/n上夹具模块，安装在所述下夹具模块上方以向所述重叠区域提供热量和压力，以在所述重叠区域中热粘合所述插入件与所述片状弹性体框架之间的界面。/n

【技术特征摘要】
20190715 KR 10-2019-00851211.一种制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备，
其为一种包括插入件和片状弹性体框架以形成燃料电池的单元电池的制造弹性体电池框架的设备，所述插入件中结合有膜电极组件和气体扩散层，所述片状弹性体框架由集成到所述插入件的外部区域中的热塑性弹性体制成，所述设备包括：
下夹具模块，容纳所述插入件和所述片状弹性体框架在预定区域重叠的重叠区域；以及
上夹具模块，安装在所述下夹具模块上方以向所述重叠区域提供热量和压力，以在所述重叠区域中热粘合所述插入件与所述片状弹性体框架之间的界面。


2.根据权利要求1所述的制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备，其中，所述上夹具模块包括：
移动轴，从所述下夹具模块向前移动或朝向所述下夹具模块向后移动；
上夹具，安装在所述移动轴的第一端部，以在与所述重叠区域相对时提供热量和压力；以及
动力部，安装在所述移动轴的第二端部，以提供动力使所述移动轴向前或向后操作。


3.根据权利要求2所述的制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备，
其中，所述重叠区域包括短轴重叠区域和长轴重叠区域，所述短轴重叠区域形成在所述片状弹性体框架的短轴部上，所述长轴重叠区域形成在所述片状弹性体框架的长轴部上，
其中，所述上夹具包括第一上夹具和第二上夹具，所述第一上夹具用于向所述短轴重叠区域提供热量和压力，所述第二上夹具用于向所述长轴重叠区域提供热量和压力，并且
其中，所述移动轴包括：第一移动轴和第二移动轴，所述第一移动轴连接至所述第一上夹具，以使所述第一上夹具移动，所述第二移动轴连接至所述第二上夹具，以使所述第二上夹具移动。


4.根据权利要求3所述的制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备，
其中，所述第一上夹具包括第一主体部和第一加热部，所述第一主体部连接到所述第一移动轴，所述第一加热部在所述第一主体部的表面上朝所述下夹具模块突出，以在与所述短轴重叠区域直接相对时提供热量和压力，并且
其中，所述第二上夹具包括第二主体部和第二加热部，所述第二主体部连接至所述第二移动轴，所述第二加热部在所述第二主体部的表面上朝所述下夹具模块突出，以在与所述长轴重叠区域直接相对时提供热量和压力。


5.根据权利要求4所述的制造用于燃料电池的弹性体电池框架的设备，
其中，所述第一移动轴形成在具有通过所述第一移动轴的第一端部和第二端部而形成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘镇赫，宋秉根，郑柄宪，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR