[發(fā)明專利]一種微量氧氣發(fā)生模塊的制備方法及其治具組件

有效

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• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113549944B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡鳴若
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: C25B9/23
• 分類號: C25B9/23;C25B11/032;C25B13/02;C25B1/04
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云;郭金玉

本發(fā)明提供了一種微量氧氣發(fā)生模塊的制備方法及治具組件，其能解決聚合物電解質(zhì)膜的凹陷空間結(jié)構(gòu)的成型、陽極氣體擴散電極的定位和封裝的技術(shù)問題。一種微量氧氣發(fā)生模塊的治具組件，其特征在于：包括成型工裝、熱壓模具、集電板工裝、底座工裝和封裝工裝；成型工裝包括上板和下板，上板設(shè)有成型頭，下板設(shè)有下板網(wǎng)格，預(yù)制膠層的中心開有預(yù)制膠層通孔，上板和下板能夠上下定位拼合，使得成型頭和下板網(wǎng)格同軸設(shè)置；熱壓模具包括陽極模板和陰極模板，陽極模板設(shè)有定位并容納陽極氣體擴散電極的陽極網(wǎng)格，陰極模板設(shè)有定位并至少容納預(yù)制膠層和聚合物電解質(zhì)膜的陰極網(wǎng)格，陽極模板和陰極模板能夠上下定位拼合，使得陽極網(wǎng)格和陰極網(wǎng)格同軸設(shè)置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過電化學(xué)方法制造微流量純氧的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微量氧氣發(fā)生模塊的制備方法及其治具組件。

背景技術(shù)

制造微流量純氧的主要方法是電化學(xué)方法，通過對膜電極組件施加直流電，在其陰極處使空氣中的氧氣發(fā)生電催化反應(yīng)生成水，水通過聚合物電解質(zhì)膜擴散至膜電極組件的陽極并在陽極發(fā)生電催化氧化反應(yīng)生成純氧，從宏觀上看，這一過程是對空氣中的氧氣的濃縮提純過程。

一種制造微流量純氧的核心部件——微量氧氣發(fā)生模塊，其結(jié)構(gòu)如圖11d、11e所示，包括自上而下層疊設(shè)置并且外周通過絕緣膠帶401/絕緣收縮管捆綁固定的陰極集電板36、膜電極組件19、陽極集電板25、片狀半透層39和底座28，膜電極組件19包括自上而下層疊設(shè)置的陰極氣體擴散電極8、聚合物電解質(zhì)膜6和陽極氣體擴散電極17。其中，聚合物電解質(zhì)膜6的中間部位壓制形成有朝向陰極氣體擴散電極8一側(cè)的凹陷空間（用于定位陽極氣體擴散電極17），聚合物電解質(zhì)膜6的外沿一圈（即凹陷空間以外的部位）與陰極氣體擴散電極8之間設(shè)有用于兩者粘連、封裝的預(yù)制膠層11；聚合物電解質(zhì)膜6的外沿一圈與陽極集電板25之間設(shè)有用于兩者粘連、封裝的極板框型密封件26，極板框型密封件26還嵌入凹陷空間與陽極氣體擴散電極17之間的間隙；底座28位于片狀半透層29外周一圈與陽極集電板25之間設(shè)有用于兩者粘連、封裝的底座框型密封件32。該結(jié)構(gòu)的微量氧氣發(fā)生模塊相較于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其主要區(qū)別在于聚合物電解質(zhì)膜的凹陷空間結(jié)構(gòu)，凹陷空間與陽極氣體擴散電極17的定位配合，以及相應(yīng)封裝結(jié)構(gòu)的調(diào)整，如預(yù)制膠層11和極板框型密封件26。因此，有必要針對該新型結(jié)構(gòu)，研發(fā)相應(yīng)的治具組件以提高微量氧氣發(fā)生模塊的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品的合格率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種微量氧氣發(fā)生模塊的制備方法及其治具組件，其能解決聚合物電解質(zhì)膜的凹陷空間結(jié)構(gòu)的成型、陽極氣體擴散電極的定位和封裝的技術(shù)問題。

其技術(shù)方案是這樣的，一種微量氧氣發(fā)生模塊的治具組件，其特征在于：包括成型工裝、熱壓模具、集電板工裝、底座工裝和封裝工裝；

所述成型工裝包括上板和下板，所述上板設(shè)有與凹陷空間的凹槽內(nèi)型面匹配的成型頭，所述下板設(shè)有定位并至少容納預(yù)制膠層和聚合物電解質(zhì)膜的下板網(wǎng)格，預(yù)制膠層的中心開設(shè)有與凹陷空間的凹槽外型面匹配的預(yù)制膠層通孔，所述上板和所述下板能夠上下定位拼合，使得所述成型頭和所述下板網(wǎng)格同軸設(shè)置；

所述熱壓模具包括陽極模板和陰極模板，所述陽極模板設(shè)有定位并容納陽極氣體擴散電極的陽極網(wǎng)格，所述陰極模板設(shè)有定位并至少容納預(yù)制膠層和聚合物電解質(zhì)膜的陰極網(wǎng)格，所述陽極模板和所述陰極模板能夠上下定位拼合，使得所述陽極網(wǎng)格和所述陰極網(wǎng)格同軸設(shè)置；

所述集電板工裝設(shè)有定位并容納膜電極組件和陽極集電板的集電板網(wǎng)格；

所述治具組件包括底座工裝，所述底座工裝設(shè)有定位并容納膜電極組件、陽極集電板、片狀半透層和底座的底座網(wǎng)格；

所述封裝工裝包括一對夾頭，所述夾頭的前側(cè)下部向前延伸形成下顎、前側(cè)上部鉸接有上顎，所述夾頭的后側(cè)連接連軸，所述夾頭的左右兩側(cè)下部對稱的設(shè)有滑槽，所述滑槽前側(cè)延伸至所述下顎，所述夾頭的上方安裝有倒U形的鎖緊框，所述鎖緊框的兩側(cè)下部形成有與所述滑槽滑動配合的滑塊，所述鎖緊框的上部螺紋連接有螺絲，所述螺絲穿過鎖緊框的端部連接有壓頭；