[發明專利]一種膜電極連續制備設備及方法

有效

• 申請號: 201811594805.8
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109713343B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 高恒瑞;曹華;張雷;徐國強
• 申請（專利權）人: 珞石（北京）科技有限公司
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11617
• 代理人: 鄭海松

1.一種膜電極連續制備設備，其特征在于，包括：依次安裝在傳送帶上的CCM膜預沖裁機、PET膜沖裁機、熱壓機、整體沖裁機和廢料卷筒，其中，

CCM料卷在驅動輥的驅動下釋放CCM膜在所述傳送帶上傳送，由所述CCM膜預沖裁機對所述CCM膜進行預沖裁以去掉冗余部分，然后傳送至PET膜沖裁區域；

在所述傳送帶的上方和下方分別設置有一個PET料卷和一個PET膜沖裁機，每個所述PET料卷在驅動輥的驅動下釋放PET膜在所述傳送帶上傳送，由對應位置處的PET膜沖裁機對PET膜進行沖裁，其中，上、下兩層PET膜之間為預沖裁后的CCM膜，從而形成三層膜結構；

所述熱壓機對傳送來的CCM膜和PET膜形成的三層膜結構進行整體熱壓合，然后由所述整體沖裁機對熱壓合后的膜結構進行整體沖裁，形成最終的MEA膜電極結構；其中，通過PET膜沖裁階段將PET膜提前切割成規定形狀，中心部分鏤空，需要CCM噴層裸露；然后對預沖裁后的CCM膜的正反面各用一個PET膜貼合，利用熱壓機在80℃～85℃條件下熱壓；熱合后的部分即可被稱為膜電極，作為半成品流入下一個工序，進行整體沖裁，由整體沖裁機對熱壓合后的膜結構進行整體沖裁，形成最終的MEA膜電極結構；

廢料卷筒，所述廢料卷筒位于所述整體沖裁機的后方、傳送帶的末端，用于對整體沖裁后余料采用滾筒進行收卷；主驅動輥自身是伺服控制，控制驅動力并施加恒定的張力，在所述主驅動輥的作用下，驅動所述廢料卷筒帶動整體沖裁后的復合膜同步前進和起到張緊作用；

在所述CCM料卷和所述CCM膜預沖裁機之間設置來料檢測及定位相機，用于檢測并定位所述CCM膜的位置；

在所述PET膜沖裁機和所述熱壓機之間的上方和下方，分別設置相位調整器、檢測傳感器和第一檢測相機，所述相位調整器與所述PET膜和所述檢測傳感器連接；

在所述熱壓機和所述整體沖裁機之間設置有第二檢測相機。

2.如權利要求1所述的膜電極連續制備設備，其特征在于，還包括：多個機械手，用于取出各個沖壓環節產生的廢料，并放置在料箱內。

3.如權利要求2所述的膜電極連續制備設備，其特征在于，所述機械手采用三軸或四軸機械手，所述機械手的末端安裝有吸盤，其中，所述吸盤采用以下形式中的一種或多種：硅膠吸盤、海綿吸盤、負壓吸盤和靜電吸盤。

4.如權利要求1所述的膜電極連續制備設備，其特征在于，所述CCM膜預沖裁機、PET膜沖裁機和整體沖裁機采用平板裁切機或輥式裁切機。

5.一種膜電極連續制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，CCM膜預沖裁：在驅動輥的驅動下，CCM料卷釋放CCM膜在傳送帶上傳送，由CCM膜預沖裁機對所述CCM膜進行預沖裁以去掉冗余部分，然后傳送至PET膜沖裁區域；

步驟S2，PET膜沖裁：由位于傳送帶上方和下方的每個PET料卷在驅動輥的驅動下釋放PET膜在所述傳送帶上傳送，由對應位置處的PET膜沖裁機對PET膜進行沖裁，其中，上、下兩層PET膜之間為預沖裁后的CCM膜，從而形成三層膜結構；

步驟S3，熱壓合：由熱壓機對步驟S2傳送來的CCM膜和PET膜形成的三層膜結構進行整體熱壓合；

步驟S4，整體沖裁：由整體沖裁機對熱壓合后的膜結構進行整體沖裁，形成最終的MEA膜電極結構；

其中，所述步驟S1和步驟S2的執行順序包括以下三種：

(1)所述步驟S1和步驟S2同步執行；

(2)先執行所述步驟S1,后執行步驟S2；

(3)先執行所述步驟S2,后執行步驟S1；

在所述步驟S4之后，還包括如下步驟：利用安裝在傳送帶末端的廢料卷筒，對整體沖裁后余料采用滾筒進行收卷，并帶動整體沖裁后的復合膜同步前進和起到張緊作用；

其中，其中，通過PET膜沖裁階段將PET膜提前切割成規定形狀，中心部分鏤空，需要CCM噴層裸露；然后對預沖裁后的CCM膜的正反面各用一個PET膜貼合，利用熱壓機在80℃～85℃條件下熱壓；熱合后的部分即可被稱為膜電極，作為半成品流入下一個工序，進行整體沖裁，由整體沖裁機對熱壓合后的膜結構進行整體沖裁，形成最終的MEA膜電極結構。