【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源领域，指的是新能源所用设备的制作工艺和设备，特指燃料电池中ccm膜的制作工艺和主要设备，特别适用于带双面保护膜的质子交换膜表面制备催化剂层。
技术介绍
1、燃料电池技术是一种多学科交叉的综合技术，它可以直接将化学能转换为电能的装置，代表着清洁能源的发展方向，已上升为国家的能源战略高度。燃料电池中的膜电极则是燃料电池的“芯片”，也是整个系统中技术含量最高的一个环节。作为燃料电池“芯片”的膜电极由质子交换膜、催化剂和气体扩散层(碳布)等，而复合有阳极和阴极催化剂的质子交换膜(ccm)的制作则是整个膜电极制作的关键。
2、由于ccm在整个膜电极的结构中处于中心和核心位置，它的性能优劣直接决定的电堆的效能和稳定性。目前燃料电池领域使用的质子交换膜主要以全氟磺酸膜为主，这种膜具有较好的离子传导能力，化学性能稳定，气体渗透性低，且具有一定的机械强度。为提高电堆的体积功率，质子交换交换膜的厚度趋向于往更薄方向发展，以期得到更佳的电化学性能，但厚度减薄带来的问题是机械强度进一步降低，这为ccm薄的制作带来新的难度。在对质子交换膜进行催化剂层涂布时，由于催化剂中的溶剂会使得质子交换膜发生溶胀变形，影响到ccm的形状和均匀性，给后续压制气体扩散层、贴合气体密封层等电极的组装带来困难，大幅降低膜电极的效能和成材率。
3、为降低质子交换膜涂布催化剂时的变形，中国专利cn101463487a提出了将固体聚合物膜放置在真空加热板上，通过抽真空的办法使膜紧贴在板的表面，使得无法质子交换膜无法发生形变，在有效提高催化
4、综上所述，在目前ccm膜的制作方面我国还没有实现真正意义上的连续卷对卷方式的装备，制约膜电极的自动化制造水平。因此发展一种能连续卷对卷的ccm制造设备，最大限度减少涂覆过程中质子交换膜的变形，提高ccm膜的质量对整个燃料电池产业的发展具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术针对我国燃料电池ccm膜制作技术的现状，提出了一种连续高效的ccm膜的制作方法，该技术的核心是确保ccm连续高效生产的同时，防止了ccm制作过程中的收缩褶皱的问题，同时采用先进的检查技术及时发现生产过程中膜的质量，提高了ccm膜的质量。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种燃料电池ccm膜的制作设备，所述设备包括热压焊机、箱体，所述箱体内设置有放卷组件、剥膜覆膜组件、喷涂组件、干燥组件、纠偏组件以及检测组件，
3、所述放卷组件包括热压焊机，入口夹送辊，入口夹送辊的转动速度决定生产速度。
4、剥膜组件和覆膜组件包括上下保护膜剥离辊和上下保护膜覆膜辊；喷涂组件包括上窄缝式喷嘴和下窄缝式喷嘴，调整窄缝的宽度控制喷射量；
5、干燥组件包括上干燥辊、上热风喷嘴、上干燥箱、下干燥辊、下热风喷嘴、下干燥箱，干燥箱内部的真空防止膜的变形；
6、纠偏组件包括纠偏辊，纠偏辊由一根平辊和一根凸度辊组成，凸度辊可前后移动，纠偏装置与检测机构联锁；
7、检测组件包括上表面检测仪和下表面检测仪，用于检测膜上催化剂层厚度和膜的位置；质子交换交换膜卷进入到箱体后，依次经过入口夹送辊、上保护膜剥离辊、上窄缝式喷嘴、上干燥辊、热风喷嘴、上干燥箱、检测仪、下保护膜剥离辊、上保护膜、纠偏辊、下窄缝式喷嘴、下干燥辊、下热风喷嘴、下干燥箱、下表面检测仪、下保护膜以及出口夹送辊，完成ccm膜制备。
8、作为本专利技术的一种改进，所述上/下干燥辊包括四氟薄膜、硬四氟框架、干燥辊筒体、干燥辊微孔、第一电加热带、电刷、真空接口，干燥辊筒体的外表面开有干燥辊微孔，干燥辊筒体的内部第一电加热带，干燥辊筒体上未接触到ccm膜的位置设置硬四氟框架，所述硬四氟框架上设置四氟薄膜，硬四氟框架的端部设置有电刷、真空接口。
9、该方案中，放卷的速度由一对入口夹送辊控制放卷速度v(m/min)，一对放卷辊中的一根固定，另一根可上下移动，固定辊带为主动辊，由变频电机驱动，辊子间的压力由一对辊子上的气缸调节，辊子的下压力为150-500n，辊子工作段的直径为φ50mm，表面材质为硬度80-85a的聚氨酯。
10、作为本专利技术的一种改进，所述质子交换膜上表面的保护膜由上保护膜剥离辊4实现，上保护膜剥离辊由一对钢辊衬聚氨酯的辊组成，缠绕保护膜的辊子为主动辊，该辊子转动采用定距模式，通过变频电机保证其转动线速度与膜的移动速度一致。
11、作为本专利技术的一种改进，上窄缝式喷嘴为一扁平式喷嘴，喷嘴内部的压力保持在0.1-0.3mpa，喷嘴的缝隙宽度为0.05-0.1mm，喷嘴带开闭装置，喷射量根据ccm膜表面催化剂量和生产速度的需要通过压力予以调节。所述上窄缝式喷嘴5和下窄缝式喷嘴14结构相同。
12、作为本专利技术的一种改进，所述上干燥辊为一圆筒形辊子，辊子的直径φd＝600-1000mm，辊子内部为中空型，内部采用电磁加热或电热带进行加热，辊子表面的温度保持在70-120℃，辊子的表面开有直径为10-20μm的通孔，孔与孔之间的间距不大于5mm，上干燥辊为主动辊，通过变频电机控制转速，转动过程中的线速度与膜的移动速度v一致，辊子接真空系统，辊子内部的绝对压力保持在2000-5000pa的范围。
13、作为本专利技术的一种改进，干燥辊未与质子交换膜接触的部分采用四氟薄膜封闭，其中硬四氟框架，气囊外部即四氟薄膜由硬质ptfe制作，与辊子接触部位即硬四氟框架采用软质ptfe，辊子上微孔传递真空系统吸附力将软质ptfe吸附到辊子表面，与外界保持密封。密封结构的总高度与辊子高度一致，下部设置尖角结构，便于质子交换膜与真空干燥辊分离。
14、作为本专利技术的一种改进，上、下热风喷嘴均设置为一扁平式喷嘴，喷嘴的长度与干燥辊的宽度相等，喷嘴吹出热风的吹风速度在2-5m/s之间，热风的温度在50-80℃之间。
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种燃料电池CCM膜的制作设备，其特征在于，所述设备包括热压焊机(2)、总箱体(23)，所述总箱体内设置有放卷组件、剥膜组件、喷涂组件、干燥组件、纠偏组件以及检测组件，
2.根据权利要求1所述的燃料电池CCM膜的制作设备，其特征在于，所述上/下干燥辊包括四氟薄膜(2-1)、硬四氟框架(2-2)、干燥辊筒体(2-3)、干燥辊微孔(2-4)、第一电加热带(2-5)、电刷(2-6)以及真空接口(2-7)，干燥辊筒体(2-3)的外表面开有干燥辊微孔(2-4)，干燥辊筒体(2-3)的内部有第一电加热带(2-5)，干燥辊筒体(2-3)上未接触到CCM膜的位置设置硬四氟框架(2-2)，所述硬四氟框架(2-2)上设置四氟薄膜(2-1)，硬四氟框架(2-2)的端部设置有电刷(2-6)、真空接口(2-7)。
3.根据权利要求2所述的燃料电池CCM膜的制作设备，其特征在于，质子交换膜上表面的保护膜由上保护膜剥离辊(4)实现，上保护膜剥离辊由一对钢辊衬聚氨酯的辊组成，缠绕保护膜的辊子为主动辊，该辊子转动采用定距模式，通过变频电机保证其转动线速度与膜的移动速度一致。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。