一种用于连续式膜电极的电堆组装子系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术属于燃料电池装堆生产线技术领域，公开了一种用于连续式膜电极的电堆组装子系统及其使用方法。用于连续式膜电极的电堆组装子系统包括衬纸剥离辊、衬纸收卷辊、衬纸张力辊、膜电极过渡支撑板、夹具A、夹具B，基于上述电堆组装系统的用于连续式膜电极的电堆组装方法包括准备、定位、连续式膜电极夹取、夹具交替切割、回撤归位、电堆叠加、紧固封装。由此获得的续式膜电极具有更好的传输特性，减少常规操作中散件向膜电极料槽设备的人工操作量和机械抓取过程，以及减少该装配的难度，减少辅助材料的使用，也有利于辅助材料的循环使用。也有利于辅助材料的循环使用。也有利于辅助材料的循环使用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于连续式膜电极的电堆组装子系统及其使用方法


[0001]本专利技术属于燃料电池装堆生产线
，具体涉及一种用于连续式膜电极的短堆及整堆的膜电极安装子系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]氢质子交换膜燃料电池单电池由膜电极组件(MEA)及其两侧的极板构成，单个电池电压一般在1.0V以下，通常采用多个单电池的叠加方式组成电堆，以提高电压输出值，再经过电压转换，提供适应于用电器的使用电压。对于所述叠加，也有技术上称这些重复叠加的单电池是电堆叠片，或简化为叠片。
[0003]进入电堆组装之前，前期的膜电极制造完成时，膜电极(组件)一般是剪裁出的、处于散件状态、相互之间有隔离纸的多个单片膜电极层叠在一起，在组装中使用机械手之类的装置，一件一件吸附膜电极、剥除并收集隔离纸，然后将膜电极传送到组装位，是一种非连续传送方式。

技术实现思路

[0004]不同于上述技术，本专利技术提供一种用于连续式膜电极的电堆组装子系统及及其使用方法，其膜电极(MEA)具有膜电极生产中带来的边框膜电极连接条和背部衬纸，膜电极之间在膜电极连接条的连接下连续进入装堆机。该膜电极的制造技术请参见本专利技术申请人的前期专利申请文件，中国专利技术专利申请公开CN112701336A、CN112786915A和技术CN202022964479.4。连续式膜电极结构具体为背部具有连续衬纸的多个膜电极的、相互之间有膜电极连接条、在膜电极连接条处连接的折叠体或呈卷状体，该膜电极连接条是膜电极边框本体材料形成的、形成膜电极七合一时切除邻近膜电极七合一之间的大部分边框材料保留的几个狭窄点。该狭窄点保持了加工中膜电极的前后连接，并作为电堆安装中如链条状送入安装设备中，连接点在所述安装设备中被切断，分离后的单个膜电极被送入电堆中的安装位置。定位孔作为连续式膜电极的切断分割的自动定位点，也是电堆的叠片安装中的定位点。
[0005]本技术有利于多环节生产的连续衔接，可以减少相应的散装部件工艺应用和空间需求，同时减少辅助材料的使用和消耗，具备重复利用膜电极辅助衬纸的条件，减少识别抓取动作，降低成本，为生产的连续性和快速进行提供有利条件。
[0006]由于整个电堆组装包括的内容繁多，而本专利技术是阐述连续式膜电极组装子系统及其使用方法，因此本专利技术中关于端板、双极板、电堆紧固螺杆或扎带、集流板、密封件、端板附带接头等的具体安装作为公知常识不影响本专利技术的实质
技术实现思路
，因此不作赘述。
[0007]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种用于连续式膜电极的电堆组装子系统，使用具有相互连接的连续式膜电极，该膜电极基本结构如中国专利技术专利申请公开CN112701336A、CN112786915A和技术CN202022964479.4中叙述，电堆组装的膜电极子系统包括衬纸剥离辊、衬纸收卷辊、衬纸张力辊、膜电极过渡支撑板、夹具A、夹具B，其中
夹具A包括上吸盘A1、下支撑板A2、上夹A3、分切刀具A4、下夹A5，夹具B包括上吸盘B1、下支撑板B2、上夹B3、分切刀具B4、下夹B5。
[0008]衬纸收卷辊为圆筒状，辊体结构材料为不锈钢，表面材料优选为橡胶，其转动由步进电机(未图示，常规技术)带动，步进电机转动量由收卷器与之间的衬纸张力辊确定，衬纸张力辊是压在衬纸上的、由弹簧或重力形成的可以相对衬纸纸面垂直移动的、由衬纸带动转动的滚轮，支持衬纸张力辊保持的压力使衬纸收卷器的收卷保持紧张，当该张力变小时，步进电机加速以提高张力，当该张力变大时，将减速甚至停止以降低张力，维持收卷与连续式膜电极的供应速度匹配一致。衬纸收卷辊带动衬纸，衬纸带动衬纸剥离辊转动，衬纸剥离辊转动时，衬纸沿衬纸剥离辊表面弯曲从而与连续式膜电极的电极部分分离。收卷后的衬纸还可以重复利用于膜电极的生产工序。
[0009]优选地，连续化生产中，一个包装的连续式膜电极数量等于装配电堆单电池数量，以有利于生产管理的连续性和生产的可追溯性。
[0010]电堆组装的膜电极子系统组装路线上依次具有衬纸回收位、膜电极过渡支撑板、起始位、切割位、夹具定位电极安装位，起始位两侧还设有预备位A、预备位B；预备位A是夹具A在系统运转中的等待位置，在夹具B对膜电极操作进行安装时，夹具A运行至此轮换等待；预备位B是夹具B在系统运转中的等待位置，在夹具A对膜电极操作进行安装时，夹具B运行至此轮换等待；上夹A3、上夹B3上分别设有分切刀具A4、分切刀具B4，夹具定位电极安装位上设有上端板和下端板。
[0011]基于上述电堆组装系统的用于连续式膜电极的电堆组装方法，具体步骤为：
[0012]1.准备数量与待装配电堆单电池数量一致的连续式膜电极，衬纸在衬纸剥离辊位置与膜电极分离，经过衬纸张力辊安装到衬纸收卷辊上，待收卷；
[0013]2.确认待装配电堆的其它条件已经完成，进入本项安装形成各单电池叠加阶段，第一片极板、夹装密封件已定位完成，待第一片极板和夹装密封件已经正常待位启动电堆组装系统，位于预备位A的第一片膜电极移动至位于起始位的膜电极过渡支撑板上，同时第二片膜电极移动至预备位B；
[0014]3.位于预备位A的上夹A3、下夹A5分别移动至起始位的上侧和下侧，将步骤2所述的第一片膜电极在起始位定位夹持并牵引第一片膜电极拖动至切割位，上吸盘A1及下支撑板A2一同自预备位A移动至切割位，然后位于预备位B的上夹B3、下夹B5分别移动至起始位的上侧和下侧，将本步骤所述的第一片膜电极后接的第二片膜电极定位夹持，上吸盘B1和下支撑板B2分别自预备位B移至位于切割位的上吸盘A1上方和下支撑板A2下方待用；
[0015]4.位于切割位的上夹A3上分切刀具A4对第一片膜电极进行切割；
[0016]5.步骤3中移动至切割位的上吸盘A1开启真空模式，吸附步骤4中切割后的第一片膜电极，下支撑板A2、下夹A5回撤回预备位A完成回撤归位；
[0017]6.步骤5中吸附着切割后第一片膜电极的上吸盘A1移至夹具定位电极安装位，在切割后第一片膜电极上的上夹A3一同移至夹具定位电极安装位，到达夹具定位电极安装位下端板上方后上吸盘A1下移直至切割后第一片膜电极与下端板上的极板相接；
[0018]7.关闭上吸盘A1的真空模式，释放吸附的切割后第一片膜电极；
[0019]8.上吸盘A1、上夹A3一同回撤，回预备位A完成回撤归位；
[0020]9.在安装位上，切割后第一片膜电极上按照具体电堆的单电池匹配结构铺设密封
件；
[0021]10.上夹B3、下夹B5夹持第二片膜电极移动至切割位，重复步骤2
‑
10进行循环叠加膜电极；
[0022]11.当数量达到所需，结束循环，上端板移至夹具定位电极安装位的下端板正上方后下移，对连续式膜电极电堆进行紧固封装。
[0023]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：连续式膜电极具有更好的传输特性，减少常规操作中散件向膜电极料槽设备的人工操作量，以及减少该装配的难度，减少辅助材料的使用，有利于辅助材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于连续式膜电极的电堆组装系统，其特征在于，包括衬纸剥离辊(41)、衬纸收卷辊(42)、衬纸张力辊(43)、膜电极过渡支撑板(15)、夹具A(71)、夹具B(72)；其中夹具A(71)包括上吸盘A1(13)、下支撑板A2(19)、上夹A3(8)、分切刀具A4(9)、下夹A5(17)，夹具B(72)包括上吸盘B1(12)、下支撑板B2(18)、上夹B3(10)、分切刀具B4(11)、下夹B5(16)；电堆组装的膜电极子系统组装路线上依次设有衬纸回收位(28)、膜电极过渡支撑板(15)、起始位(24)、切割位(25)、夹具定位电极安装位(26)，起始位(24)两侧还设有预备位A(23)、预备位B(27)；预备位A(23)是夹具A(71)在电堆组装子系统运转中的等待位置，在夹具B(72)对连续式膜电极(1)操作进行安装时，夹具A(71)运行至此轮换等待；预备位B(27)是夹具B(72)在电堆组装子系统运转中的等待位置，在夹具A(71)对连续式膜电极(1)操作进行安装时，夹具B(72)运行至此轮换等待；上夹A3(8)、上夹B3(10)上分别设有分切刀具A4(9)、分切刀具B4(11)，夹具定位电极安装位(26)上设有上端板(14)、下端板(20)。2.基于权利要求1用于连续式膜电极的电堆组装系统的电堆组装方法，其特征在于，具体步骤为：S1.准备连续式膜电极(1)，衬纸(5)在衬纸剥离辊(41)位置与连续式膜电极(1)分离，经过衬纸张力辊(43)安装到衬纸收卷辊(42)上，待收卷；S2.确认待装配电堆的其它条件已经完成，进入本项安装形成各单电池叠加阶段，第一片极板(21)、夹装密封件(22)已定位完成，待第一片极板(21)和夹装密封件(22)已经正常待位启动电堆组装系统，位于预备位A(23)的第一片膜电极(61)移动至位于起始位(24)的膜电极过渡支撑板(15)上，同时第二片膜电极(62)移动至预备位B(27)；S3.位于预备位A(23)的上夹A3(8)、下夹A5(17)分别移动至起始位(24)的上侧和下侧，将步骤S2所述的第一片膜电极(61)定位夹持并牵引第一片膜电极(61)拖动至切割位(25)，上吸盘A1(13)及下支撑板A2(19)一同自预备位A(23)移动至切割位(25)，然后位于预备位B(27)的上夹B3(10)、下夹B5(16)分...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，盛武林，
申请(专利权)人：大连锐格新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：