一种燃料电池膜电极制备用工装制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池膜电极制备用工装，包括：质子膜软夹具，成对设置，使用时分别用于贴附在所述质子交换膜的两侧；定位工装，成对设置，使用时分别设于两侧质子膜软夹具的外侧，用于将质子交换膜固定在质子膜软夹具上；三合一夹具，成对设置，设有扩散层安装凸台，用于将扩散层贴附到质子交换膜两侧；加热工装，成对设置，设有用于在扩散层与质子交换膜复合时进行加热的加热区，加热区上设有真空吸附孔；GDL封装加热工装，用于对质子交换膜和扩散层进行GDL加热制成膜电极；质子膜软夹具、定位工装上分别设置有与扩散层安装凸台适配的第一避让区、第二避让区；第一避让区与第二避让区的尺寸与膜电极活性区域相适配。二避让区的尺寸与膜电极活性区域相适配。二避让区的尺寸与膜电极活性区域相适配。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池膜电极制备用工装


[0001]本技术涉及燃料电池制备领域，特别涉及一种燃料电池膜电极制备用工装。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种电化学发生装置，不同于常规意义上的电池，燃料电池按电化学的方式直接把化学能转换为电能。由于燃料电池不经过热机过程，因此不收卡诺循环的限制，能量转换效率能达到40％
‑
60％，同时由于其能量转换过程几乎不排放氮硫氧化物，因此其对环境友好。
[0003]燃料电池由于有点突出，在发电、移动电源、车载电源领域发挥了巨大的作用，但是燃料电池膜电极在制备的过程中，由于质子交换膜易出现薄、软、溶胀等因素，导致片材制备效率低、一致性差的问题，同时在制备的过程中会出现人员参与频次多、工作效率低的问题。
[0004]现有的燃料电池膜电极的制备系统如公开号为CN208245021U的中国专利公开的质子膜燃料电池膜电极的制备系统，包括：输送平台，用于输送膜电极片；喷涂单元，所述喷涂单元设置在所述输送平台的上方，用于向所述膜电极片喷涂催化剂悬浮液；翻转装置，所述翻转装置的内部设置有空腔，所述输送平台穿过所述空腔，且所述翻转装置能够使所述膜电极片在所述空腔中翻转180
°
；加热单元，所述加热单元用于对喷涂有催化剂悬浮液的所述膜电极片进行干燥。
[0005]上述专利公开的质子膜燃料电池膜电极的制备系统虽然解决了人员参与频次多的问题，但其制备系统体积大，移动困难，灵活度较低。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的问题，本技术提供一种燃料电池膜电极制备用工装，能显著提高片材制备效率。
[0007]一种燃料电池膜电极制备用工装，膜电极包括质子交换膜和扩散层，质子交换膜包括膜电极活性区域，所述工装包括：
[0008]质子膜软夹具，成对设置，使用时分别用于贴附在所述质子交换膜的两侧；
[0009]定位工装，成对设置，使用时分别设于两侧质子膜软夹具的外侧，用于将质子交换膜固定在质子膜软夹具上；
[0010]三合一夹具，成对设置，设有扩散层安装凸台，用于将扩散层贴附到质子交换膜两侧；
[0011]加热工装，成对设置，设有用于在扩散层与质子交换膜复合时进行加热的加热区，所述加热区上设有用于真空吸附质子交换膜的真空吸附孔；
[0012]GDL封装加热工装，用于对质子交换膜和扩散层进行GDL加热制成膜电极；
[0013]所述质子膜软夹具、定位工装上分别设置有与扩散层安装凸台适配的第一避让区、第二避让区；所述第一避让区与第二避让区的尺寸与膜电极活性区域相适配。
[0014]具体使用时，先将质子膜软夹具贴附于质子交换膜贴附的两侧，此时质子交换膜的膜电极活性区域与第一避让区相适配，而后将定位工装安装在质子膜软夹具的两侧，两侧的定位工装磁吸连接，利用螺栓等可拆卸连接结构将第一定位孔与第二定位孔连接，此时第二避让区与膜电极活性区域相适配，沿着第二避让区的边缘在质子交换膜上进行点胶，随后将第三定位孔与第二定位孔连接定位，利用磁吸将两个三合一夹具分别安装在两个定位工装外侧，此时扩散层安装凸台嵌入第二避让区，则扩散层安装凸台上贴附的扩散层与质子交换膜点胶的区域进行贴合，而后将三合一夹具拆卸，通过第四定位孔与第二定位孔的连接，实现加热工装与定位工装的可拆卸连接，此时加热凸起平台嵌入第二避让区对复合中的质子交换膜和扩散层进行加热使质子交换膜与扩散层进行复合，且加热凸起平台上的真空吸附孔对质子交换膜进行吸附，使质子交换膜在与扩散层复合的过程中始终保持平整，防止出现溶胀导致质子交换膜的尺寸发生变化，待质子交换膜与扩散层复合完成，将加热工装拆下，而后将GDL封装加热工装安装在定位工装两侧，对复合完成的质子交换膜和扩散层进行GDL加热使其形成膜电极。
[0015]优选的，所述质子膜软夹具上设有第一定位孔，所述定位工装、三合一夹具、加热工装、GDL封装加热工装上分别设有与第一定位孔适配的第二定位孔、第三定位孔、第四定位孔、第五定位孔；所述第一定位孔、第二定位孔、第三定位孔、第四定位孔、第五定位孔之间均通过连接结构可拆卸连接。
[0016]具体的，由于第一避让区、第二避让区、扩散层安装凸台、加热区以及GDL加热台的位置都应与膜电极活性区域对准，因此设置定位孔对各个结构进行定位是合适的。
[0017]优选的，所述定位工装上设置有喷码避让孔。
[0018]具体的，为方便对质子交换膜进行区分，需要对质子交换膜进行编码，编码通常采取喷码的方式，因此设置喷码避让孔的结构是合适的。
[0019]优选的，所述定位工装上设置有强磁区域，设于两侧质子膜软夹具外侧的两个定位工装通过磁吸连接。
[0020]具体的，为保证定位工装与质子膜软夹具之间连接紧密，设置强磁区域使分设于质子膜软夹具两侧的定位工装之间磁吸连接是合适的，且磁吸连接具有拆卸方便的优点。
[0021]优选的，所述三合一夹具上设有用于与定位工装磁吸连接的磁吸区。
[0022]具体的，三合一夹具将扩散层复合到质子交换膜上之后则需拆卸，因此设置磁吸区的结构方便三合一夹具的拆装。
[0023]优选的，所述加热区为设有若干个真空吸附孔的加热凸起平台；所述加热凸起平台的与第二避让区尺寸适配。
[0024]具体的，为保证加热效果，则加热区与质子交换膜之间的距离不能过小，因此将加热区设置为能嵌入第二避让区的加热凸起平台是合适的。
[0025]优选的，所述GDL封装加热工装设有GDL加热台用于对质子交换膜和扩散层进行GDL加热形成膜电极。
[0026]与现有技术相比，本技术的有益之处在于：
[0027]利用由质子膜软夹具、定位工装、三合一夹具、加热工装以及GDL封装加热工装组成的膜电极制备用工装解决了质子交换薄膜在制备膜电极的过程中出现的薄、软、溶胀的问题，提高了制备效率，且全流程工装设备工作人员参与少，产品一致性得到大幅度提升。
附图说明
[0028]图1为本技术提供的质子膜软夹具的俯视图；
[0029]图2为本技术提供的定位工装的立体示意图；
[0030]图3为本技术提供的三合一夹具的俯视图；
[0031]图4为本技术提供的三合一夹具的主视图；
[0032]图5为本技术提供的加热工装的俯视图；
[0033]图6为本技术提供的加热工装的主视图；
[0034]图7为本技术提供的GDL封装加热工装的立体示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步说明。
[0036]如图1
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7所示，燃料电池膜电极制备用工装，膜电极包括质子交换膜和扩散层，质子交换膜包括膜电极活性区域，所述工装包括：
[0037]质子膜软夹具10，成对设置，使用时分别用于贴附在所述质子交换膜的两侧；
[0038]定位工装20，成对设置，使用时分别设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池膜电极制备用工装，膜电极包括质子交换膜和扩散层，质子交换膜包括膜电极活性区域，其特征在于，所述工装包括：质子膜软夹具，成对设置，使用时分别用于贴附在所述质子交换膜的两侧；定位工装，成对设置，使用时分别设于两侧质子膜软夹具的外侧，用于将质子交换膜固定在质子膜软夹具上；三合一夹具，成对设置，设有扩散层安装凸台，用于将扩散层贴附到质子交换膜两侧；加热工装，成对设置，设有用于在扩散层与质子交换膜复合时进行加热的加热区，所述加热区上设有用于真空吸附质子交换膜的真空吸附孔；GDL封装加热工装，用于对质子交换膜和扩散层进行GDL加热制成膜电极；所述质子膜软夹具、定位工装上分别设置有与扩散层安装凸台适配的第一避让区、第二避让区；所述第一避让区与第二避让区的尺寸与膜电极活性区域相适配。2.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极制备用工装，其特征在于，所述质子膜软夹具上设有第一定位孔，所述定位工装、三合一夹具、加热工装、GDL封装加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈新龙，曹寅亮，李伯球，徐淳川，方蕾，孙基文，
申请(专利权)人：浙江天能氢能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：