本实用新型专利技术属于燃料电池制造技术领域,公开了一种充气柔性辊,包括轴芯,所述轴芯外侧壁开有环形间隙层,所述间隙层外侧设有韧性环形片,所述环形片的两端分别与轴芯固定连接并密合,在工作状态所述环形间隙层内充有压缩空气。包含该充气柔性辊的膜电极卷对卷转印热压辊,在热压过程中转印热压辊接触部位具备较大的形变,膜电极卷对卷热压转印时压力分布均匀,促进膜电极催化层与质子交换膜发生充分交联而结合的更加紧密,进而增加膜电极耐久性,也避免了热压过程中局部过压情况的发生,确保膜电极的性能及最终产品的一致性。膜电极的性能及最终产品的一致性。膜电极的性能及最终产品的一致性。
【技术实现步骤摘要】
充气柔性辊及膜电极卷对卷转印热压辊
[0001]本技术涉及一种电池的膜电极转印设备,属于燃料电池制造
技术介绍
[0002]质子交换膜燃料电池是一种能将氢燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应的方式直接转换为电能的能量转化装置。燃料电池具有能量转化效率高、无废气排放等特点,被认为是解决能源危机和环境污染的最具前景的方案之一,特别是交通运输如汽车、船舶和备用电源等方面极具应用前景。正是由于这些突出的优越性,燃料电池技术的开发与应用备受重视,被认为是21世纪首选的洁净高效发电方式。
[0003]现有膜电极卷对卷转印热压辊基本上采用不锈钢辊和外围包裹一层橡胶套的不锈钢辊(以下简称外衬橡胶辊),对不锈钢辊和外衬橡胶辊进行加热,然后减小与外衬橡胶辊之间的距离,进行热压转印,这种卷对卷转印热压辊存在如下问题:由于辊对辊之间是线接触,不锈钢辊与外衬橡胶辊接触面积比较小,虽然外衬橡胶辊会发生一定程度的变形,从而增加接触面积,但由于由于不锈钢辊变形量较小,因此始终存在压力分布不均的情况,两辊正中央向接触的情况,如果按照实际设定的压强,则会出现过压的情况,导致催化层被过度压缩,出现气体传质问题,进而影响膜电极性能,由于转印过程需要保证一定的热压时间使得催化层与质子交换膜发生交联进而结合的更加紧密,以增加膜电极耐久性,这就放大了压力分布不均的问题。
技术实现思路
[0004]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的上述不足,而提出一种充气柔性辊及膜电极卷对卷转印热压辊,以解决卷对卷转印热压辊出现的压力分布不均及过压问题。
[0005]为了实现上述目的,本技术提供了一种充气柔性辊,包括轴芯,所述轴芯外侧壁开有环形间隙层,所述间隙层外侧设有韧性环形片,所述环形片的两端分别与轴芯固定连接并密合,在工作状态所述环形间隙层内充有压缩空气。
[0006]进一步的,所述轴芯的轴心设有进气通道,所述进气通道临近环形间隙层的一端与环形间隙层连通,所述进气通道远离环形间隙层的一端在工作状态与外接输气管连接。
[0007]进一步的,所述环形片为多层结构,环形片的最里层采用不锈钢套片,所述不锈钢套片的两端部位分别与轴芯外侧壁焊接。
[0008]进一步的,所述不锈钢套片的外侧设有耐180℃以上高温的橡胶套,所述橡胶套与不锈钢套片的外侧通过耐高温胶粘接。
[0009]进一步的,所述橡胶套采用“硫化橡胶
‑
纤维布
‑
硫化橡胶”的复合层结构。
[0010]进一步的,所述“硫化橡胶
‑
纤维布
‑
硫化橡胶”的复合层结构总厚度为5mm。
[0011]进一步的,所述不锈钢套片的厚度为0.6
‑
1.8mm。
[0012]本技术还提供了一种膜电极卷对卷转印热压辊,包括相对设置的上压辊和下
压辊,所述上压辊采用上述方案所述的充气柔性辊,所述下压辊采用外围包裹单层橡胶套的不锈钢辊。
[0013]进一步的,所述环形间隙层充入的压缩空气不小于10个大气压。
[0014]进一步的,所述环形间隙层与进气通道连通,所述进气通道的进气端可拆卸连接有压力调节阀。
[0015]与现有技术相比,本技术的有益效果为:转印热压辊的轴芯侧壁开有间隙层,外侧套韧性环形片并密合接缝,工作状态间隙层充有压缩空气,在热压过程中转印热压辊接触部位具备较大的形变,膜电极卷对卷热压转印时压力分布均匀,促进膜电极催化层与质子交换膜发生充分交联而结合的更加紧密,进而增加膜电极耐久性,也避免了热压过程中局部过压情况的发生,确保膜电极的性能及最终产品的一致性。
附图说明
[0016]图1为本技术实施例中的充气柔性辊的轴芯剖面结构示意图;
[0017]图2为本技术实施例中的充气柔性辊的剖面结构示意图;
[0018]图3为本技术实施例中充气柔性辊的橡胶套剖面层放大结构示意图。
[0019]图中:1、轴芯;2、不锈钢套片;3、间隙层;4、橡胶套;5、充气口;6、进气通道;7、纤维布。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图,对本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技术一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0021]参阅图1,本技术实施例中的一种充气柔性辊,包括轴芯1,轴芯1外侧壁开有环形间隙层3,间隙层3外侧设有韧性环形片,环形片的两端分别与轴芯1固定连接并密合,在工作状态环形间隙层3内充有压缩空气。压缩空气的充气口5可以设在环形片上,也可以开在环形间隙层3底面并通过轴心的通道与外界管道连接。环形片在间隙层3压缩空气的协同作用下,具有良好的弹性形变特性,利于转印热压辊的转印接触部位压力分布均匀。
[0022]当压缩空气的充气口5设在环形间隙层3底面时,轴芯1的轴心设有进气通道6,进气通道6临近环形间隙层3的一端与环形间隙层3的充气口5连通,进气通道6远离环形间隙层3的一端在工作状态与外接输气管连接,便于持续供应压缩气体,维持间隙层3气压稳定,进而为热转印提供稳定的压力环境,如图2所示,箭头所示为进气方向。
[0023]进一步的,环形片为多层结构,环形片的最里层采用不锈钢套片2,不锈钢套片2的两端部位分别与轴芯1外侧壁焊接,焊缝作抛光处理。不锈钢套片2的外侧设有耐180℃以上高温的橡胶套4,橡胶套4与不锈钢套片2的外侧通过耐高温胶粘接。通过橡胶套4对不锈钢套片2进行保护,增强整体使用寿命。
[0024]作为优选,橡胶套4采用“硫化橡胶
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纤维布
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硫化橡胶”的复合层结构,如图3所示,其内层采用硫化橡胶,然后在外圈缠绕耐高温弹性纤维布,外侧再采用与内层相同材质的硫化橡胶,此构造韧性良好且使用寿命较长。“硫化橡胶
‑
纤维布
‑
硫化橡胶”的复合层结构总厚度为5mm。
[0025]进一步的,不锈钢套片2的厚度为0.6
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1.8mm,转印时易于快速产生形变。
[0026]本技术实施例的一种膜电极卷对卷转印热压辊,包括相对设置的上压辊和下压辊,上压辊采用上述方案的充气柔性辊,下压辊采用外围包裹单层橡胶套4的不锈钢辊。进行膜电极卷对卷热压转印时,由于充气柔性辊内气体的存在,其变形量较常规转印辊大大增加,进而使得与下压辊接触时压力分布均匀,也达到了常规转印辊增加热压时间的同等效果,并促进膜电极催化层与质子交换膜发生充分交联进而结合的更加紧密,增加膜电极耐久性,确保膜电极的性能及最终产品的一致性。
[0027]环形间隙层3充入的压缩空气不小于10个大气压为佳。环形间隙层3与进气通道6连通,进气通道6沿轴心向外延伸且其进气端可拆卸连接有压力调节阀,可以根据实际所需要求调节气体压力。
[0028]本技术的充气柔性辊,在使用前进行密闭性测试,向间隙层3充入2.0M本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种充气柔性辊,包括轴芯(1),其特征在于:所述轴芯(1)外侧壁开有环形间隙层(3),所述间隙层(3)外侧设有韧性环形片,所述环形片的两端分别与轴芯(1)固定连接并密合,在工作状态所述环形间隙层(3)内充有压缩空气。2.根据权利要求1所述的一种充气柔性辊,其特征在于,所述轴芯(1)的轴心设有进气通道(6),所述进气通道(6)临近环形间隙层(3)的一端与环形间隙层(3)连通,所述进气通道(6)远离环形间隙层(3)的一端在工作状态与外接输气管连接。3.根据权利要求1或2所述的一种充气柔性辊,其特征在于,所述环形片为多层结构,环形片的最里层采用不锈钢套片(2),所述不锈钢套片(2)的两端部位分别与轴芯(1)外侧壁焊接。4.根据权利要求3所述的一种充气柔性辊,其特征在于,所述不锈钢套片(2)的外侧设有耐180℃以上高温的橡胶套(4),所述橡胶套(4)与不锈钢套片(2)的外侧通过耐高温胶粘接。5.根据权利要求4所述的一种充气柔性辊,其特征在于,所述橡胶套(4)采用...
【专利技术属性】
技术研发人员:余罡,
申请(专利权)人:湖北云腾氢芯科技有限责任公司,
类型:新型
国别省市:
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