[發明專利]一種燃料電池膜電極密封組件的連續封裝用設備

有效

• 申請號: 202011414967.6
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112563532B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張洪杰;郝金凱;邵志剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/0286
• 分類號: H01M8/0286;H01M8/1004
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 張玉瑩;李馨

本發明公開一種燃料電池膜電極密封組件的連續封裝用設備，包括機架體和Plc系統，機架體上設有傳送帶，沿傳送帶的進料端至出料端的傳送方向，依次設有擴散層輔助放置用限位機構、膜電極密封組件焊接區、以及輥壓冷固區；膜電極密封組件焊接區內位于上層傳送帶下方設有對傳送中的夾具焊接時作用的連接輔助定位機構；膜電極密封組件焊接區內位于傳送帶傳送方向的兩側均設有出氣長管，出氣長管均與氮氣瓶連接；可以使完成限位的膜電極密封組件在本設備下實現連續化運輸以及連續性封裝，具有較好的封裝效果以及較高的封裝效率。

技術領域

本發明涉及燃料電池領域，尤其涉及一種燃料電池膜電極密封組件的連續封裝用設備。

背景技術

膜電極組件，即MEA(Membrane Electrode Assemblies)是氫燃料電池的核心組件，它是由氫燃料電池的催化電極層，以及位于催化電極層兩側的氣體擴散層組合而成的。現有技術中，氫燃料電池膜電極組件是將催化電極層膜電極與位于催化電極層膜電極兩側的氣體擴散層熱壓而成的，而熱壓的效果直接影響著膜電極組件的良品率，其中屬膜電極組件在熱壓時，產生的氣泡跟褶皺對膜電極組件的影響最為嚴重。

目前膜電極密封組件的普遍情況是操作工人手工加工生產，即工人在組裝膜電極時將裁切好的質子交換膜封入密封保護邊框中，一般使用三明治型的裝封方法，即將質子交換膜封于兩層密封保護邊框之中。

專利CN103887519A公開了一種膜電極壓合模具及其操作方法。該模具在上、下定位板開設通孔和凹槽來定位氣體擴散層和膜電極，但是帶有邊框的膜電極易于扭曲、變形，無法在凹槽中平鋪，導致壓合時發生位移。

專利CN106785071A提供一種電池單元的熱復合工藝，將第一隔膜、第一電極、第二隔膜、第二電極依次至下而上層層堆疊；將堆疊好的四層單元層送入熱壓機中熱壓，形成熱壓單元。

現有的用于燃料電池膜電極生產的熱壓成型工藝中，存在熱壓質量差和熱壓精度低的問題。其中現有的熱壓操作大多為一次成型，易出現壓力不均或壓力過大等情況，而膠料在固化過程中，易發生粘連的情況；且不能夠保證待熱壓部件在取放便捷的同時，不會在熱壓過程中發生偏移的情況，而采用上下壓板貼白卡紙方式，對膜電極組件進行平熱壓的，也不能很好地保證徹底除盡膜電極組件內氣泡和平熱壓時膜電極組件的形態。

發明內容

本發明的目的是提供一種燃料電池膜電極密封組件的連續封裝用設備，其優點在于，可以使完成限位的膜電極密封組件在本設備下實現連續化運輸以及連續性封裝，具有較好的封裝效果以及較高的封裝效率。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種燃料電池膜電極密封組件的連續封裝用設備，包括機架體以及Plc系統，所述膜電極密封組件在夾具上進行疊加，所述夾具包括支撐板，以及分布在靠近支撐板四個角端處的定位柱；所述機架體上設有傳送夾具的傳送帶，沿所述傳送帶的進料端至出料端的傳送方向，依次設有擴散層輔助放置用限位機構、膜電極密封組件焊接區、以及對膜電極密封組件作用的輥壓冷固區；

所述擴散層輔助放置用限位機構用于實現膜電極組件在夾具上的定位疊加；所述限位機構為一組或多組；任一組所述限位機構包括定位板和限位缺口，所述定位板用于實現夾具在傳送帶方向上的定位；所述限位缺口供擴散層通過，用于實現擴散層下落時在夾具上的定位；

所述膜電極密封組件焊接區用于實現疊加后的膜電極組件的密封；所述焊接區包括連接輔助定位機構；所述連接輔助定位機構用于對傳送中的夾具在焊接過程中起支撐作用；

所述輥壓冷固區包括一對供密封后的膜電極組件穿過的轉動式柔性浮輥，用于實現密封后的膜電極組件的冷卻固化。