碳毡浸渍上胶装置、方法和一致性评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种碳毡浸渍上胶装置、方法和一致性评价方法，碳毡浸渍上胶装置包括浸渍槽、挤压组件和烘干组件，浸渍槽内安装有超声波设备，挤压组件包括两个安装于浸渍槽的夹辊，两个夹辊的外周面为光面，两个夹辊沿水平方向间隔布置，两个夹辊之间形成供碳毡经过的挤压间隙，烘干组件与挤压组件衔接，并用于垂直悬挂和烘干经过挤压间隙的碳毡。本发明专利技术提供的碳毡浸渍上胶装置具有浸渍上胶均匀，成型的碳纸的厚度均匀性好的优点。碳纸的厚度均匀性好的优点。碳纸的厚度均匀性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
碳毡浸渍上胶装置、方法和一致性评价方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种碳毡浸渍上胶装置、方法和一致性评价方法。

技术介绍

[0002]膜电极是燃料电池的核心部件，是氢氧电化学反应发生的场所，由质子膜、催化层和气体扩散层组装而成。其中气体扩散成是由碳纸经过疏水处理以后，在一侧涂覆微孔层(MPL)，形成气体扩散层(GDL)。当前，气体扩散层用碳纸的制备流程主要包括将短切碳纤维抄造形成碳毡前驱体、树脂浸渍、烘干固化、热压成型、碳化和石墨化。
[0003]目前，针对于碳毡上胶的工艺过程中，从树脂浸渍到烘干固化，不可避免浸渍液在碳毡表面及内部的流动，造成树脂局部分布不均匀的现象，导致后续热压成型的碳纸的厚度均匀性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术的实施例提出一种碳毡浸渍上胶装置，该碳毡浸渍上胶装置具有浸渍上胶均匀，成型的碳纸的厚度均匀性好的优点。
[0006]本专利技术的实施例还提出一种碳毡浸渍上胶方法。
[0007]本专利技术的实施例又提出一种碳毡浸渍上胶一致性评价方法。
[0008]根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶装置包括浸渍槽、挤压组件和烘干组件，所述浸渍槽内安装有超声波设备；所述挤压组件包括两个安装于所述浸渍槽的夹辊，两个所述夹辊的外周面为光面，两个所述夹辊沿水平方向间隔布置，两个所述夹辊之间形成供碳毡经过的挤压间隙；所述烘干组件与所述挤压组件衔接，并用于垂直悬挂和烘干经过所述挤压间隙的所述碳毡。
[0009]根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶装置，超声波设备用于震荡浸渍槽内的树脂溶液，以保证树脂溶液均匀性，进而保证树脂溶液均匀填充于碳毡的孔隙结构中。两个夹辊用于挤压经过挤压间隙的碳毡，以刮除碳毡表面和内部的树脂溶液，两个夹辊的外周面的光面设计和均安装于浸渍槽的设计，使得挤压间隙不易发生改变，进而对碳毡的挤压效果好。而且，碳毡经过挤压间隙后在烘干组件处保持垂直状态进行烘干，由此进一步减弱树脂溶液在碳毡表面和内部的流动，从而实现树脂在碳毡孔隙结构中的均匀分布，确保碳纸成品的面密度均一性及孔隙结构的均一性。
[0010]在一些实施例中，所述碳毡浸渍上胶装置还包括：
[0011]第一提拉部和第二提拉部，所述第一提拉部和所述第二提拉部与所述碳毡相连以便于张紧所述碳毡；以及
[0012]导向辊，所述导向辊有两个并安装于所述浸渍槽内，两个所述导向辊沿水平方向间隔布置，所述导向辊压抵所述碳毡的上表面。
[0013]在一些实施例中，至少一个所述夹辊与所述浸渍槽可移动地相连，两个所述夹辊之间的所述挤压间隙为200mm
‑
3000mm。
[0014]在一些实施例中，所述夹辊的辊径为200mm
‑
500mm。
[0015]根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶方法，基于如上述任一实施例所述的碳毡浸渍上胶装置，包括以下步骤：
[0016]将配置好的树脂溶液放入浸渍槽；
[0017]将碳毡放置于浸渍槽中的树脂溶液内，张紧碳毡并开启超声波设备；
[0018]将碳毡在树脂溶液内浸润设定时间后脱离浸渍槽；
[0019]将浸润完成的碳毡垂直经过两个夹辊之间的挤压间隙，以刮除碳毡表面和内部的树脂溶液；
[0020]将碳毡放至烘干组件，烘干设定时间。
[0021]根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶方法的技术优势与上述实施例中碳毡浸渍上胶装置的技术优势相同，此处不再赘述。
[0022]在一些实施例中，未浸渍的所述碳毡的面密度为30g/m2‑
150g/m2，厚度为200mm
‑
1500mm，所述碳毡在所述浸渍槽内的浸润时间为1min
‑
10min。
[0023]在一些实施例中，所述树脂溶液中树脂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和呋喃树脂中的至少一者，所述树脂溶液的固含量为5％
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40％，溶剂为丙酮、甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一者。
[0024]在一些实施例中，所述烘干组件包括热干烘箱，所述热干烘箱内的烘干温度为30℃
‑
90℃，所述碳毡在所述热干烘箱内的烘干时间为20min
‑
60min。
[0025]根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶一致性评价方法，包括以下步骤：
[0026]在烘干后的碳毡上由上至下依次裁取多个面积相同的采样片；
[0027]计算多个采样片的平均质量和平均厚度，统计其中质量最大值与最小值的差值除以平均厚度所取得的百分数，以作为一致性参数值；
[0028]重复上述所有步骤至少一次。
[0029]根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶一致性评价方法，上述一致性参数值的数值越小，则代表一致性程度越高。而通过多次采样和每次裁取多个采样片，碳毡浸渍上胶的一致性评价准确度高。
[0030]在一些实施例中，所述采样片为面积为16cm2的正方形片，每次裁取的所述采样片的数量为三个并沿所述碳毡的上下方向间隔布置。
附图说明
[0031]图1是根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶装置中浸渍槽和导向辊的示意图。
[0032]图2是根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶装置中夹辊的示意图。
[0033]图3是根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶一致性评价方法中的取样示意图。
[0034]附图标记：
[0035]1、浸渍槽；2、夹辊；3、导向辊。
具体实施方式
[0036]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0037]下面结合图1
‑
图3描述根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶装置、方法和一致性评价方法。
[0038]如图1和图2所示，根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶装置包括浸渍槽1、挤压组件和烘干组件。浸渍槽1内安装有超声波设备。挤压组件包括两个安装于浸渍槽1的夹辊2，两个夹辊2的外周面为光面，两个夹辊2沿水平方向间隔布置，两个夹辊2之间形成供碳毡经过的挤压间隙。烘干组件与挤压组件衔接，并用于垂直悬挂和烘干经过挤压间隙的碳毡。
[0039]根据本专利技术实施例的碳毡浸渍上胶装置，超声波设备用于震荡浸渍槽1内的树脂溶液，以保证树脂溶液均匀性，进而保证树脂溶液均匀填充于碳毡的孔隙结构中。两个夹辊2用于挤压经过挤压间隙的碳毡，以刮除碳毡表面和内部的树脂溶液，两个夹辊2的外周面的光面设计和均安装于浸渍槽1的设计，使得挤压间隙不易发生改变，进而对碳毡的挤压效果好。而且，碳毡经过挤压间隙后在烘干组件处保持垂直状态进行烘干，由此进一步减弱树脂溶液在碳毡表面和内部的流动，从而实现树脂在碳毡孔隙结构中的均匀分布，确保碳纸成品的面密度均一性及孔隙结构的均一性。
[0040]在一些实施例中，碳毡浸渍上胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳毡浸渍上胶装置，其特征在于，包括：浸渍槽，所述浸渍槽内安装有超声波设备；挤压组件，所述挤压组件包括两个安装于所述浸渍槽的夹辊，两个所述夹辊的外周面为光面，两个所述夹辊沿水平方向间隔布置，两个所述夹辊之间形成供碳毡经过的挤压间隙；和烘干组件，所述烘干组件与所述挤压组件衔接，并用于垂直悬挂和烘干经过所述挤压间隙的所述碳毡。2.根据权利要求1所述的碳毡浸渍上胶装置，其特征在于，所述碳毡浸渍上胶装置还包括：第一提拉部和第二提拉部，所述第一提拉部和所述第二提拉部与所述碳毡相连以便于张紧所述碳毡；以及导向辊，所述导向辊有两个并安装于所述浸渍槽内，两个所述导向辊沿水平方向间隔布置，所述导向辊压抵所述碳毡的上表面。3.根据权利要求1所述的碳毡浸渍上胶装置，其特征在于，至少一个所述夹辊与所述浸渍槽可移动地相连，两个所述夹辊之间的所述挤压间隙为200mm
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3000mm。4.根据权利要求1所述的碳毡浸渍上胶装置，其特征在于，所述夹辊的辊径为200mm
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500mm。5.一种碳毡浸渍上胶方法，其特征在于，基于如权利要求1
‑
4任一项所述的碳毡浸渍上胶装置，包括以下步骤：将配置好的树脂溶液放入浸渍槽；将碳毡放置于浸渍槽中的树脂溶液内，张紧碳毡并开启超声波设备；将碳毡在树脂溶液内浸润设定时间后脱离浸渍槽；将浸润完成的碳毡垂直经过两个夹辊之间的挤压间隙，以刮除碳毡表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄益玮，乔伟静，史锐，周明正，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：