一种膜电极组件的封装工艺、设备、膜组件和燃料电池制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种膜电极组件的封装工艺、设备、膜组件和燃料电池，该工艺包括以下步骤：复合托底膜与底层隔层，并对底层隔层进行外框模切和外框排废，形成第一复合带；将底层边框料带与第一复合料带复合，对底层边框料带进行内框模切并进行内框排废形成第二复合料带；将CCM卷料进行模切并排除外边框，并将单张CCM依次转贴在第二复合料带上形成第三复合料带，复合硅胶膜与上层隔层，并对上层隔层进行外框模切和外框排废，形成第四复合料带；将上层边框料带与第四复合料带复合，对第二边框料带进行内框的模切和内框排废形成第五复合料带；将第五复合料带与第三复合料带进行复合，使得CCM被夹持在上层边框和底层边框之间。框和底层边框之间。框和底层边框之间。

【技术实现步骤摘要】
一种膜电极组件的封装工艺、设备、膜组件和燃料电池


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种膜电极组件的封装工艺、设备、膜组件和燃料电池。

技术介绍

[0002]膜电极组件为燃料电池的核心部件，用于在电源电路闭合时将燃料（例如氢）转化为电能；现有技术中的膜电极组件通常主要包括CCM和设置在其两侧的边框，其中CCM包括质子膜、设置在质子膜一侧的阳极催化剂、设置在质子膜另一侧的阴极催化剂；在膜电极的封装工艺中，在CCM和边框复合完成以后，需要再在两侧复合一层保护膜，在使用时将保护膜撕下即可，然而由于保护膜自带黏性，直接撕下保护膜会由于其粘连性导致边框内的催化剂层受损；现有技术中，为了避免在后续使用过程中撕除保护膜时对催化剂层造成损坏，申请公布号为CN114976163A的中国专利技术专利申请于2022年8月30日公开了一种五合一成型设备及五合一成型方法，其所成型的产品如图1中所示，包括中间的CCM01、设置在CCM01两侧的边框02以及覆盖在边框02外侧的保护膜03，为了提高加工效率，其成型方式为先在保护膜03上复合边框02，然后通过对折的形式将CCM01夹持在两个边框中间；同时，为了防止在撕除保护膜03时对CCM01造成损坏，其在进行保护膜03上复合了边框02之后，还在边框02的镂空部05处覆设了掩膜料片，通过掩膜料片的设置，避免了CCM01的功能组件受损；然而专利技术人在实施上述方案时发现，上述将掩膜料片贴合在镂空部05的工艺，对精度要求很高，否则在产品对折时，容易导致掩膜料片的边沿凸出于镂空部05进而被夹持在CCM01与边框02之间，这样在撕除保护膜03时，会导致隔纸无法跟随保护膜03被排走，用外力撕除掩膜料片又容易导致CCM01功能组件的受损，现有技术中采用的常规做法是将掩膜料片的尺寸改小，以扩大其误差裕度，然而这种方式又导致掩膜料片与镂空部05之间存在较大间隙，容易导致保护膜上的背胶与CCM01产生粘连，进而导致粘连部位对CCM01造成损伤。

技术实现思路

[0003]鉴于以上技术问题中的至少一项，本专利技术提供了一种膜电极组件的封装工艺、设备、膜组件和燃料电池，通过工艺和结构的改进以减少撕除保护膜时对CCM的损伤。
[0004]根据本专利技术的第一方面，提供一种膜电极组件的封装工艺，包括以下步骤：复合托底膜与底层隔层，并对底层隔层进行外框模切和外框排废，形成在托底膜上均匀间隔复合隔纸片料的第一复合带；将底层边框料带与第一复合料带复合，使得所述隔纸片料夹在底层边框料带与托底膜之间，对底层边框料带进行内框模切并进行内框排废形成第二复合料带，所述第二复合料带排除内框后的镂空部分与所述隔纸片料对应；将CCM卷料进行模切，并将单张CCM依次转贴在第二复合料带上形成第三复合料
带，并且每张CCM覆盖第二复合料带上排除内框的镂空部分；复合硅胶膜与上层隔层，并对上层隔层进行外框模切和外框排废，形成第四复合料带，所述第四复合料带为在硅胶膜上均匀间隔贴合的隔纸片料结构；将上层边框料带与第四复合料带复合，使得上层隔层形成的隔纸片料夹在上层边框料带与硅胶膜之间，对第二边框料带进行内框的模切和内框排废形成第五复合料带，所述第五复合料带中上层边框排出内框的镂空部分与隔纸片料对应；将第五复合料带与第三复合料带进行复合，使得CCM被夹持在上层边框和底层边框之间。
[0005]在本专利技术的一些实施例中，所述底层隔层和上层隔层在模切后的尺寸略大于或者略小于底层边框或者上层边框的内框。
[0006]在本专利技术的一些实施例中，所述底层边框料带和上层边框料带为PEN或者PI材质。
[0007]在本专利技术的一些实施例中，所述底层边框料带和上层边框料带上具有保护膜，在进行模切后对保护膜、保护膜内框以及边框内膜进行排废。
[0008]根据本专利技术的第二方面，还提供了一种膜电极组件的封装设备，应用于第一方面中任一项所述的膜电极组件的封装工艺中，包括：底层边框模切模块，所述底层边框模切模块包括托底膜放卷机构、底层隔层放卷机构、底层隔层模切机构、底层隔层排废机构、底层边框放卷机构、底层边框模切机构和底层边框排废机构；CCM模切转贴模块，所述CCM模切转贴模块包括背胶膜放卷机构、CCM放卷机构、CCM模切机构、CCM剥离机构、CCM转贴机构和背胶膜排废机构；上层边框模切模块，所述上层边框模切模块包括硅胶膜放卷机构、上层隔层放卷机构、上层隔层模切机构、上层隔层排废机构、上层边框放卷机构、上层边框模切机构、上层边框排废机构和双层复合辊。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述底层隔层模切机构的模切尺寸略大于或者略小于所述底层边框模切机构的模切尺寸，所述上层隔层模切机构的模切尺寸略大于或者略小于所述上层边框模切机构的模切尺寸。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述底层边框模切模块和上层边框模切模块均具有保护膜排废机构。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述CCM模切转贴模块上具有CCM保护膜收废机构。
[0012]根据本专利技术的第三方面，还提供了一种膜组件，应用如第一方面中任一项所述的膜电极组件的封装工艺制成。
[0013]根据本专利技术的第四方面，还提供了一种燃料电池，包括如第三方面中所述的膜组件。
[0014]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过在膜电极组件封装工艺中，先在托底膜上复合隔纸片料，再进行边框复合，最后将CCM夹持在两边框之间的方式，使得隔纸片料处于边框与托底膜之间，这样即使在复合过程中隔纸发生一定误差，也是被夹持在托底膜和边框之间，不会对边框与CCM之间的部位产生任何影响，与现有技术中先复合边框再复合隔纸的方式相比，避免了撕除保护膜时隔纸对边框和CCM的损伤，提高了产品在使用时的良品率。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术
技术介绍
中现有的膜电极组件的封装结构示意图；图2为本专利技术实施例中膜电极组件的封装工艺的步骤流程图；图3为本专利技术实施例一中膜电极组件的结构示意图；图4为本专利技术实施例一中第一复合料带的成型结构示意图；图5为本专利技术实施例一中第二复合料带的成型结构示意图；图6为本专利技术实施例一中膜电极组件撕除保护膜时的结构示意图；图7为本专利技术实施例二中膜电极组件的结构示意图；图8为本专利技术实施例二中膜电极组件撕除保护膜时的结构示意图；图9为本专利技术实施例三中膜电极组件的封装设备的底层边框切除模块的结构示意图；图10为本专利技术实施例三中膜电极组件的封装设备的CCM模切转帖模块的结构示意图；图11为本专利技术实施例三中膜电极组件的封装设备的上层边框模切模块的结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜电极组件的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：复合托底膜与底层隔层，并对底层隔层进行外框模切和外框排废，形成在托底膜上均匀间隔复合隔纸片料的第一复合带；将底层边框料带与第一复合料带复合，使得所述隔纸片料夹在底层边框料带与托底膜之间，对底层边框料带进行内框模切并进行内框排废形成第二复合料带，所述第二复合料带排除内框后的镂空部分与所述隔纸片料对应；将CCM卷料进行模切，并将单张CCM依次转贴在第二复合料带上形成第三复合料带，并且每张CCM覆盖第二复合料带上排除内框的镂空部分；复合硅胶膜与上层隔层，并对上层隔层进行外框模切和外框排废，形成第四复合料带，所述第四复合料带为在硅胶膜上均匀间隔贴合的隔纸片料结构；将上层边框料带与第四复合料带复合，使得上层隔层形成的隔纸片料夹在上层边框料带与硅胶膜之间，对第二边框料带进行内框的模切和内框排废形成第五复合料带，所述第五复合料带中上层边框排出内框的镂空部分与隔纸片料对应；将第五复合料带与第三复合料带进行复合，使得CCM被夹持在上层边框和底层边框之间。2.根据权利要求1所述的膜电极组件的封装工艺，其特征在于，所述底层隔层和上层隔层在模切后的尺寸略大于或者略小于底层边框或者上层边框的内框。3.根据权利要求1所述的膜电极组件的封装工艺，其特征在于，所述底层边框料带和上层边框料带为PEN或者PI材质。4.根据权利要求1所述的膜电极组件的封装工艺，其特征在于，所述底层边框料带和上层边框料带上具有保护膜，在进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占平，郑洋，
申请(专利权)人：常州市哈德胜精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：