[發明專利]一體化膜電極的制備裝置及制備方法

在審

• 申請號: 202011012604.X
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112103542A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 王繼明;燕希強;賈佳;何生根;瞿麗娟;王鐸霖;孫注江;崔士濤
• 申請（專利權）人: 廣東國鴻氫能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004;H01M8/0271;H01M8/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋亞楠

本發明公開了一體化膜電極的制備裝置，轉盤設置在機架上，轉盤設有下模具，升降驅動機構設置在機架上，升降驅動機構連接有一上模具，上模具與下模具上下相對設置，上模具上設有進料口，下模具上設有封邊凹腔，封邊凹腔設有定位凹腔，定位凹腔設有真空吸附機構，加熱機構圍設在定位凹腔；還公開了一體化膜電極的制備方法，預壓形成電極產品；放入電極產品；真空吸附機構使得電極產品緊貼定位凹腔；轉盤轉動將下模具轉至上模具正下方，上模具向下移動實現合模；往進料口注入液態硅膠；液態硅膠凝固后，上模具向上移動實現開模；逐一完成每下模具上電極產品注塑。本發明具有能實現膜電極連續自動化快速生產，生產效率高，且成品密封效果好的優點。

技術領域

本發明涉及膜電極制備設備技術領域，特別是涉及一體化膜電極的制備裝置及制備方法。

背景技術

質子交換膜燃料電池，是目前世界上最成熟的一種利用電解水逆反應原理，使用可再生能源氫氣作為還原劑、空氣中氧氣作為氧化劑將化學能轉化為電能的發電裝置。其不同于普通電池將化學反應物封存于電池內部，待反應物耗盡無法持續輸出電能。燃料電池只需持續提供燃料氣體及氧化劑即可持續輸出電能，故利用燃料電池作為動力的機車，具有加注時間短，續航里程高等明顯優勢。其發電電堆具有體積小、能量密度高、零排放、凈化空氣等優勢，反應生成富氫水具有抗氧化，利于機體恢復等效果。

燃料電池電堆是由多片單體電池串聯疊加構成，將雙極板與膜電極交替疊合密封，并由前、后端板及補償裝置壓緊固定，構成質子交換膜燃料電池電堆。但現有膜電極工藝，通過人工將兩個邊框分別固定在質子膜前后兩側，再將兩個碳紙分別粘接在兩個邊框的表面，最后在陰陽極兩面粘接密封膠線，但這種加工工藝，步驟復雜，人工成本高，生產效率低，且碳紙通過粘接在質子膜上，十分容易脫落，而上下密封膠線容易錯位，造成密封容易失效的問題，膜電極的結構不穩固。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一體化膜電極的制備裝置及制備方法，能實現膜電極連續自動化快速生產，生產效率高，且成品密封效果好。

為了解決上述技術問題，本發明的一方面提供了一體化膜電極的制備裝置，包括機架、轉盤、旋轉驅動機構、升降驅動機構和加熱機構，所述轉盤設置在所述機架上并由所述旋轉驅動機構驅動轉動，所述轉盤的頂面沿圓周方向間隔均勻地設有多個下模具，所述升降驅動機構設置在所述機架上，所述升降驅動機構的動力輸出端連接有一個上模具并驅動所述上模具上下移動，且所述上模具與所述下模具上下相對設置，所述上模具上設有可供液態硅膠注入的進料口，所述下模具上設有封邊凹腔，所述封邊凹腔的中部設有用于放置電極產品的定位凹腔，所述定位凹腔的槽底設有真空吸附機構，所述加熱機構圍設在所述定位凹腔的四周。

作為一體化膜電極的制備裝置優選的方案，所述封邊凹腔的深度大于所述定位凹腔的深度。

作為一體化膜電極的制備裝置優選的方案，所述真空吸附機構包括真空通道和真空泵，所述真空通道設置在所述定位凹腔的槽底，所述真空通道與所述真空泵連接。

作為一體化膜電極的制備裝置優選的方案，所述加熱機構包括加熱絲和模具加熱器，所述定位凹腔的槽壁上設有可供加熱絲安裝的加熱通道，所述加熱絲和所述模具加熱器電連接。

作為一體化膜電極的制備裝置優選的方案，所述旋轉驅動機構為旋轉氣缸，所述旋轉氣缸的缸體固設在所述機架上，所述旋轉氣缸的轉頭和所述轉盤連接。

作為一體化膜電極的制備裝置優選的方案，所述升降驅動機構包括固定座、導軌、滑塊和電機，所述固定座固設在所述機架上，所述導軌固設在所述固定座上，且呈豎直設置，所述滑塊可上下移動地設置在所述導軌上，所述上模具與所述滑塊連接，所述上模具通過螺桿螺母副與所述固定座連接，所述螺桿螺母副與所述電機連接。

作為一體化膜電極的制備裝置優選的方案，所述下模具上設有多個導向孔，所述上模具上設有多個與所述導向孔卡接的導向柱。