[發明專利]質子膜單元的制作裝置與質子膜單元

有效

• 申請號: 201810085148.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108461794B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 盧毅;謝光有;周楊;李婷
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H01M8/1069
• 分類號: H01M8/1069;H01M8/1016;H01M8/0273;H01M8/0276
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;謝湘寧

本申請提供了一種質子膜單元的制作裝置與質子膜單元。該制作裝置包括：可移動的第一真空吸附板，包括相對設置的第一吸附表面與第二吸附表面，第一吸附表面和第二吸附表面分別用于真空吸附第一待貼合物和第二待貼合物，第一真空吸附板具有第一位置與第二位置；第二真空吸附板，可移動地設置于熱壓區內，第二位置位于熱壓區內，當第一真空吸附板位于第二位置時，第二真空吸附板真空吸附第一待貼合物；第三真空吸附板，當第一真空吸附板位于第二位置時，第三真空吸附板真空吸附第二待貼合物，第二真空吸附板與第三真空吸附板相向運動以將第一待貼合物與第二待貼合物對準貼合。該制作裝置避免了現有技術中的質子膜單元的制作過程中質子膜容易變形的問題。

技術領域

本申請涉及電池領域，具體而言，涉及一種質子膜單元的制作裝置與質子膜單元。

背景技術

燃料電池膜電極的保護邊框膜設置在質子膜的一側，與質子膜形成質子膜單元，保護邊框膜主要起著承載質子膜和密封的作用，在質子膜燃料電池中需要在60～80℃，60％～100％濕度的環境中長期使用，更需要對氫氣、空氣(或者氧氣)以及水起到非常好的阻隔性。

現有技術方案中，該質子膜單元主要有以下兩種結構：

(1)第一種是雙層結構，如圖1所示，其包括依次疊置設置的保護邊框膜01與質子膜02。

該種結構制作簡單，保護邊框膜與質子膜之間依靠膠黏劑粘結，但該結構中未在質子膜的兩側對稱設置保護邊框膜，在燃料電池堆的裝配過程中質子膜的兩側受力不均，容易造成質子膜產生形變進而形成內應力，影響了膜電極的使用壽命。

(2)第二種為三層結構，如圖2所示，其包括兩個邊框保護膜01與設置在二者之間的質子膜02。

該結構中，兩個保護邊框膜對稱地設置在質子膜的兩側，使得質子膜的兩側受力均勻，質子膜不容易發生形變，有利于膜電極在電池堆中的長期使用。

為了進一步達到商業化應用的需求，第二種結構需要具備以下基本性能要求：

保護邊框膜復合區域平整，無氣泡；

復合精度要求高，兩個保護邊框膜之間的復合偏差(對位偏差)≤0.2mm，保護邊框膜與質子膜的復合偏差≤0.1mm；

能完全實現自動化制造。

但是，現有技術中，由于保護邊框膜待貼合質子膜的表面上涂布有膠水，在復合過程中難以完全做到無氣泡。另外，保護邊框膜和質子膜均較薄，僅有10～50μm，且質子膜在空氣氛圍中容易吸潮而發生形變，對于膜片復合的高精度以及實現全自動化制造難度較大。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種質子膜單元的制作裝置與質子膜單元，以解決現有技術中質子膜單元的制作過程中質子膜容易變形的問題。

為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種質子膜單元的制作裝置，該制作裝置包括：可移動的第一真空吸附板，包括相對設置的第一吸附表面與第二吸附表面，上述第一吸附表面用于真空吸附第一待貼合物，上述第二吸附表面用于真空吸附第二待貼合物，上述第一真空吸附板具有第一位置與第二位置，上述第一真空吸附板在上述第一位置與上述第二位置之間移動；第二真空吸附板，可移動地設置于上述第一位置的一側的熱壓區內，上述第二位置位于上述熱壓區內，當上述第一真空吸附板位于上述第二位置時，上述第二真空吸附板真空吸附上述第一真空吸附板上的上述第一待貼合物；第三真空吸附板，可移動地設置于上述熱壓區內，當上述第一真空吸附板位于上述第二位置時，上述第三真空吸附板真空吸附上述第一真空吸附板上的上述第二待貼合物，上述第二真空吸附板與上述第三真空吸附板相向運動以將上述第一待貼合物與上述第二待貼合物對準貼合。

進一步地，上述第二真空吸附板還具有加熱功能，和/或上述第三真空吸附板還具有加熱功能。