燃料电池膜电极用边框胶带、膜电极及燃料电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种燃料电池膜电极用边框胶带，包括基膜、背胶和背膜，所述基膜上设置有若干个第一通孔，所述背胶涂覆在所述基膜的一面且存在至少一与所述第一通孔相连通的第二通孔，所述第一通孔和/或第二通孔设置在所述边框胶带的边缘区域；所述背膜贴覆在所述基膜的另一面。相比于现有技术，本实用新型专利技术提供的边框胶带，在基膜和背胶中设置有相连通的通孔，当将边框胶带粘贴在膜电极组件上时，两者之间存在的空气可以从这些通孔道中排出，解决了目前膜电极边框贴合存在气泡且无法排出的问题，保证了贴合的平整度和优率。此外，增加的背膜可以增强边框胶带的整体强度，更加有利于工业上的生产。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池膜电极用边框胶带、膜电极及燃料电池
本技术涉及燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池膜电极用边框胶带、膜电极及燃料电池。
技术介绍
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料电池具有零排放、无振动噪音、负荷响应性好、高可靠度等优点。燃料电池通常可分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸碳燃料电池、固态氧化物燃料电池以及质子交换膜燃料电池等；其中，质子交换膜燃料电池能量转化效率高，可以在室温下快速启动，并且无电解水流失，寿命长，近年来发展迅速，越来越受到重视。质子交换膜燃料电池的核心部件包括燃料电池第一面催化剂层、质子交换膜、第二面催化剂层、上边框、下边框和两面的气体扩散层。燃料电池膜电极制造过程通常包括催化剂的制浆、催化剂层的涂覆、边框的贴合、气体扩散层的涂布、气体扩散层的贴合；质子交换膜对温湿度很敏感，容易随环境温湿度改变而变形，而边框除可以提高电极有效面积之外的膜强度来稳定膜电极尺寸外，还可以避免质子膜与极板的直接接触造成机械损伤而影响整个燃料电池使用寿命，故一种有效贴合的燃料电池膜电极边框可以大大提升燃料电池的运行可靠性和寿命。目前为了方便边框的制造，质子膜交换膜往往需要延伸到催化层以外的区域，这部分留白区域提供边框的贴合面。现有技术中一般留白区域的两侧是分别直接与上边框和下边框贴合，在边框贴合过程中，上下两层边框中往往有空气的存在，而边框胶带一般是采用不透气的PEN或PI膜作为基膜然后在其单面涂覆压敏胶或热熔胶制成，如此会导致空气无法有效排除且极易形成气泡，不仅影响密封效果且贴合不美观，而且气泡出有应力集中效应，会缩短膜电极的使用寿命，一般需要在真空环境下才具有良好的贴合效果，但在实际工业生产中，真空环境下制造成本高且效率低下，并不适宜工业化的大批量生产。有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
本技术的目的之一在于：提供一种燃料电池膜电极用边框胶带，解决目前燃料电池边框贴合存在气泡的问题，同时增强基膜的机械强度，保证了膜电极在制作过程中的平整性。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种燃料电池膜电极用边框胶带，包括基膜、背胶和背膜，所述基膜上设置有若干个第一通孔，所述背胶涂覆在所述基膜的一面且存在至少一与所述第一通孔相连通的第二通孔，所述第一通孔和/或第二通孔设置在所述边框胶带的边缘区域；所述背膜贴覆在所述基膜的另一面。本技术提供设置边框胶带，将基膜设置为带有孔状结构的基膜，同时在背胶中设置与第一通孔相连通的第二通孔，如此将边框胶带粘贴在膜电极组件上时，可以使得膜电极组件与边框胶带之间的空气从第二通孔开始，经由第一通孔被排出，上边框与质子膜及下边框三者之间的空气只能沿通气道的位置移动而被排出体外，使得边框胶带呈整平式的粘附在膜电极组件上，在去除气泡的同时提高了边框胶带与膜电极组件连接的紧密性。此外，由于边框胶带是非常薄且软的物质，特别是增加了通孔的设计后，边框胶带整体的机械强度下降而变得更加柔软，采用机械手上料变得更加困难，而本技术在基膜的另一面贴覆背膜，可以增强边框胶带的整体强度，更加有利于工业上的生产。该背膜可以是一整片贴覆在基膜上包括覆盖基膜上用于放置膜电极组件的容腔，也可以是只与基膜吻合进行贴覆即不包括覆盖基膜上的容腔，具体可以根据实际生产需求而变动。优选的，所述第一通孔和/或所述第二通孔设置在所述边框胶带密封膜电极的区域。优选的，所述背胶涂覆在所述基膜的一面且存在若干个与所述第一通孔相连通的第二通孔。第二通孔设置的数量相对越多，则越有助于气体的排出。优选的，所述背胶避开所述第一通孔涂覆在所述基膜的一面。背胶可采用断断续续的方式进行涂覆，即是在涂覆的时候尽量避开第一通孔的位置以预留做第二通孔，如此即可保证了大多数的第一通孔均有第二通孔与之对应连通，进一步提高了边框胶带排气性能。此外，采用此种断续的涂覆方式因已存在第一通孔作参照，使得其在工业生产中也可以更加容易实现。优选的，所述第一通孔的直径小于或等于所述第二通孔的直径。将第二通孔的直径设置大于第一通孔的直径，如此在后续背胶进行粘合时，则背胶可以更加容易闭合第一通孔，而即使背胶无法完全闭合第二通孔，但因闭合了第一通孔同样可以达到密封膜电极组件与边框胶带的目的。优选的，所述第一通孔的直径为0.5～100μm，所述第二通孔的直径为1～200μm。将第一通孔与第二通孔均设置成微米通孔，在后续对于通孔进行粘合时会更加容易，保证了边框胶带与膜电极组件后续的密封性。优选的，所述背膜上设置有与所述第一通孔相连通的第三通孔。该背膜可以是完成边框胶带的粘贴之后再揭下，如此则需在背膜上设置与第一通孔相连通的第三通孔，以便空气的排出。当然，可以是在边框胶带与膜电极组件未粘贴完成的情况下先行将背膜揭下，则背膜上也可无需设置第三通孔。优选的，所述第三通孔的直径大于或等于所述第一通孔的直径。如此可方便气体经由第一通孔从第三通孔排出，所述第三通孔的直径为1～200μm。本技术的目的之二在于，提供一种燃料电池膜电极，包括膜电极组件和上述任一项所述的边框胶带，所述边框胶带粘贴在所述膜电极组件的两面。优选的，所述边框胶带粘贴在所述膜电极组件的两面并覆盖住所述膜电极组件的边缘区域。边框胶带覆盖住膜电极组件边缘的有效区域为0～20mm，覆盖的区域能保证催化层活化面积的精确度，保证膜电输出功率的一致性。优选的，所述边框胶带通过加热、紫外线照射、红外线照射、激光照射、加压和磁场中的至少一种方式粘合密封所述第一通孔和/或所述第二通孔。更优选的，所述背胶通过加热、紫外线照射、红外线照射、激光照射、加压和磁场中的至少一种方式粘合密封所述第二通孔。本技术的目的之三在于，提供一种燃料电池，包括上述任一项所述的膜电极。相比于现有技术，本技术的有益效果在于：1)本技术提供的边框胶带，在基膜和背胶中设置有相连通的通孔，当将边框胶带粘贴在膜电极组件上时，两者之间存在的空气可以从这些通孔道中排出，解决了目前膜电极边框贴合存在气泡且无法排出的问题，保证了贴合的平整度和优率。此外，增加的背膜可以增强边框胶带的整体强度，更加有利于工业上的生产。2)本技术还提供了一种膜电极，该膜电极具有良好的粘合平面，贴合平整性高，在目前燃料电池的应用中具有广阔的前景。附图说明图1为本技术边框胶带的结构示意图之一。图2为本技术边框胶带的结构示意图之二。图3为本技术膜电极的结构示意图。图中：1-边框胶带；11-基膜；111-第一通孔；12-背胶；121-第二通孔；13-背膜；131-第三通孔；2-膜电极组件。具体实施方式为使本技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本技术及其有益效果作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。在本技术的描述中，除非另有明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池膜电极用边框胶带，其特征在于，包括基膜、背胶和背膜，所述基膜上设置有若干个第一通孔，所述背胶涂覆在所述基膜的一面且存在至少一与所述第一通孔相连通的第二通孔，所述第一通孔和/或第二通孔设置在所述边框胶带的边缘区域；所述背膜贴覆在所述基膜的另一面。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池膜电极用边框胶带，其特征在于，包括基膜、背胶和背膜，所述基膜上设置有若干个第一通孔，所述背胶涂覆在所述基膜的一面且存在至少一与所述第一通孔相连通的第二通孔，所述第一通孔和/或第二通孔设置在所述边框胶带的边缘区域；所述背膜贴覆在所述基膜的另一面。


2.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极用边框胶带，其特征在于，所述第一通孔和/或第二通孔设置在所述边框胶带密封膜电极的区域。


3.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极用边框胶带，其特征在于，所述背胶避开所述第一通孔涂覆在所述基膜的一面。


4.根据权利要求3所述的燃料电池膜电极用边框胶带，其特征在于，所述第一通孔的直径小于或等于所述第二通孔的直径。


5.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极用边框胶带，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾黎，刘培淳，刘坤，汪圣龙，
申请(专利权)人：山东魔方新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37