[發明專利]燃料電池金屬雙極板密封膠線的自動化鋪裝工藝

有效

• 申請號: 202110913247.2
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113745564B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 付宇;沈愛國;張濤
• 申請（專利權）人: 江蘇驥翀氫能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0286
• 分類號: H01M8/0286
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 方中

本發明涉及燃料電池金屬雙極板密封膠線的自動化鋪裝工藝，該工藝包括如下步驟：S1、自動點膠；S2、密封膠線安裝；S3、膠線壓合。本發明一方面能夠自動完成金屬雙極板的點膠、點膠區的翻轉、及點膠區與密封膠線的對位，從而精準的實現密封膠線的鋪裝，因此，步驟簡便、易于操作且自動化設備精度較高，省去了大量的手工作業時間，節省了成本；另一方面通過A、B定位面的設置，在實施膠線壓合時，能夠將下一金屬雙極板進行定位準備送料，以縮短膠線鋪裝的時間，提升鋪裝效率。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，具體涉及一種燃料電池金屬雙極板密封膠線的自動化鋪裝工藝。

背景技術

氫燃料電池是通過電催化反應將氧化劑和還原劑的化學能直接轉換成電能的裝置,是一種高效、安全、清潔、靈活的新型發電技術，其中質子交換膜燃料電池因其具有效率高、能量密度大、反應溫度低、無噪音、無污染等顯著優點而具有廣泛的應用前景，燃料電池內部主要由質子交換膜、電化學反應催化劑、擴散層和雙極板組成，當燃料電池工作時,其內部發生下述反應過程:反應氣體在擴散層內擴散,當反應氣體到達催化層時,在催化層內被催化劑吸附并發生電催化反應;陽極反應生成的質子通過質子交換膜內傳遞到陰極側,電子經外電路到達陰極,同氧分子反應結合成水，同時放出熱量，雙極板的密封是指在兩塊雙極之間夾裝密封圈或均勻涂裝膠水，凝固后形成密封圈，防止氫氣與氧氣互竄，發生安全事故，或因反應氣體流量不足導致電堆極化現象發生。

這樣一來，雙極板的密封是燃料電池非常重要的研究課題之一，目前主要有以下兩種工藝路線實現雙極板的密封:一、采用自動點膠機在雙極板密封槽內點膠成型密封圈，該方法缺點在于點膠用膠水成本昂貴且目前市場上的點膠機精度較差，難以點膠成型厚度均勻且平面度一致的密封膠條；二、采用高精密液態硅膠注射機單獨成型硅膠密封圈，直接手工疊放在雙極板密封凹槽內，該方法會極大的耗費人力、生產效率低且難以保證雙極板完全密封。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種全新的燃料電池金屬雙極板密封膠線的自動化鋪裝工藝。

為解決以上技術問題，本發明采取如下技術方案：

一種燃料電池金屬雙極板密封膠線的自動化鋪裝工藝，該工藝包括如下步驟：

S1、自動點膠，其將金屬雙極板放置在具有A、B定位面的雙極板定位平臺中A定位面上，并傳輸至點膠工位，然后在自動點膠機沿著X、Y、Z軸方向的運動完成金屬雙極板表面的點膠；

S2、密封膠線安裝，將所對應的密封膠條平鋪在密封膠線定位平臺的嵌合槽中，其中嵌合槽自密封膠線定位平臺的表面向下凹陷且密封膠條相匹配；

S3、膠線壓合，將完成點膠的雙極板定位平臺移出點膠工位，并翻轉180度，使得點膠面朝下設置，同時調節雙極板定位平臺的位置，使得密封膠條與上方的點膠區對齊，并在密封膠線定位平臺和雙極板定位平臺相向運動中，密封膠條在相對擠壓下，粘貼在金屬雙極板的點膠區，并且在壓合形成密封膠線鋪裝的同時，將下一塊金屬雙極板放置在下雙極板定位平臺的B定位面上。

優選地，自動化鋪裝工藝采用了特定的自動化鋪裝設備，以設備長度方向為X軸、寬度方向為Y軸、高度方向為Z軸，且包括：

自動點膠單元，其包括雙極板定位平臺、位于X軸上的上料工位和點膠工位、用于驅動雙極板定位平臺沿著X軸方向運動的橫移機構、以及位于點膠工位上方且能夠沿著X、Y、Z軸運動的點膠機；

密封膠線定位平臺，其具有自表面向下凹陷與密封膠線相匹配的嵌合槽；

自動壓合粘接單元，其包括金屬雙極板夾持機構、用于驅動夾持后金屬雙極板180度翻轉的翻轉機構、以及驅動密封膠線定位平臺運動將密封膠線壓合至金屬雙極板點膠區的壓合機構。

優選地，橫移機構包括沿著X軸方向延伸的滑軌、動力器，其中雙極板定位平臺滑動設置在滑軌上，動力器驅動雙極板定位平臺在滑軌上移動。