[發明專利]一種氫燃料電池芯片的組裝設備及組裝方法

在審

• 申請號: 202010807117.6
• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN111969235A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 劉家洪;劉榮超
• 申請（專利權）人: 深圳市世椿智能裝備股份有限公司
• 主分類號: H01M8/22
• 分類號: H01M8/22;H01M8/00;H01M8/1004
• 代理公司: 深圳壹舟知識產權代理事務所(普通合伙) 44331
• 代理人: 寇闖

本發明提供了一種氫燃料電池芯片的組裝設備及組裝方法，該組裝設備包括預裝組件、熱壓合機以及控制器。預裝組件包括各自獨立的放料治具、第一墊板、第二墊板以及仿形吸具，放料治具以及仿形吸具上均設置有吸盤。熱壓合機包括移動平臺、傳送機構、電缸、加熱板以及壓合治具，加熱板與活塞桿之間設置有壓力傳感器，控制器根據壓力傳感器反饋的壓力信號控制施加在產品上的壓力大小。本發明的預裝組件可幫助輔助工人快速完成5CCM的預裝，熱壓合機可對人工預裝后的5CCM進行自動化熱壓合操作。同時，本發明提出了5CCM半自動化組裝方法，提高了生產效率，同時采用機器自動化壓合操作要比人工操作誤差更小，產品質量更穩定。

技術領域

本發明屬于氫燃料電池生產技術領域，尤其涉及一種氫燃料電池芯片的組裝設備及組裝方法。

背景技術

燃料電池是很有發展前途的新動力電源，一般以氫氣、碳、甲醇、硼氫化物、煤氣或天然氣為燃料，作為負極，用空氣中的氧作為正極。其和一般電池的主要區別在于一般電池的活性物質是預先放在電池內部的，因而電池容量取決于貯存的活性物質的量；而燃料電池的活性物質(燃料和氧化劑)是在反應的同時源源不斷地輸入，因此，這類電池實際上只是一個能量轉換裝置。這類電池具有轉換效率高、容量大、比能量高、功率范圍廣、不用充電等優點。

燃料電池芯片(3CCM)包含CCM(質子交換膜)以及噴涂在正反兩面的陰、陽極催化劑(其中CCM陰極噴涂陰極催化劑，CCM陽極噴涂陽極催化劑)。

膜電極組件主要由3CCM以及GDL組成，3CCM在參與膜電極組件制作前，還需要在3CCM的正反面各熱壓合一層PEN邊框膜(PEN邊框膜的一面為光滑，無膠水面；另一面為粗糙，有膠水面)預裝成5CCM。預裝好的5CCM還需要經過熱壓合操作。目前，5CCM的預裝以及熱壓合均依靠人工操作，工作效率低，產品質量不穩定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氫燃料電池芯片的組裝設備及組裝方法，其可以實現5CCM的半自動化組裝，提高生產效率以及產品質量。

本發明是這樣實現的，一種氫燃料電池芯片的組裝設備，其包括預裝組件、熱壓合機以及控制器，所述控制器與所述熱壓合機的電力系統電連接，用于控制所述熱壓合機的運行；所述預裝組件包括各自獨立的放料治具、第一墊板、第二墊板以及仿形吸具，所述仿形吸具的腔體形狀與3CCM的形狀相匹配，所述放料治具以及仿形吸具上均設置有吸盤；所述熱壓合機包括移動平臺、用于驅動所述移動平臺移動的傳送機構、電缸、加熱板以及用于防止5CCM移位的壓合治具，所述加熱板與所述電缸的活塞桿連接，所述壓合治具安裝在所述移動平臺上，所述移動平臺位于所述加熱板的下方，所述加熱板與活塞桿末端之間設置有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制器電連接，所述控制器根據接收到的壓力傳感器反饋的壓力信號控制所述電缸活塞桿的伸出長度，進而控制施加在產品上的壓力大小。

進一步的，所述熱壓合機還包括安裝架，所述安裝架具有若干導向柱，以及沿所述導向柱從上往下依次間距設置的第一安裝板、第二安裝板以及第三安裝板，所述電缸安裝在所述第一安裝板的頂面上，所述加熱板安裝在所述第二安裝板的底面，所述第二安裝板對應導向柱的位置開設有穿孔，所述導向柱穿設在穿孔內；所述傳送機構安裝在所述第三安裝板上。

進一步的，所述熱壓合機還包括隔熱板，所述隔熱板安裝在所述第二安裝板與加熱板之間。

進一步的，所述傳送機構包括電機、皮帶輪以及皮帶，所述電機與所述皮帶輪傳動連接，所述皮帶繞置在所述皮帶輪上，所述皮帶通過夾具與所述移動平臺固定連接。

進一步的，所述傳送機構還包括兩條并行設置的滑軌，所述移動平臺的兩側邊分別通過一滑塊與所述滑軌滑動連接。

進一步的，所述組裝設備還包括安全系統，所述安全系統包括護罩，所述護罩圍設在組裝設備的外圍；所述護罩上開設有操作口，所述操作口處設置有安全光柵，所述安全光柵與所述控制器電連接，當所述安全光柵檢測到有手伸入所述操作口時，所述控制器控制設備停止運行。