一种膜电极的组装装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种膜电极的组装装置，所述的膜电极的组装装置包括静电发生器和夹具，静电发生器用于对夹具施加静电，利用静电吸附使质子交换膜和密封边框定位于夹具内。本实用新型专利技术通过静电发生器对夹具施加静电，在膜电极组装过程中利用高压静电吸附技术，对质子交换膜和密封边框在夹具中进行定位固定，可不对夹具进行改造，使膜电极的组装装置具有结构简单、操作步骤简易以及适应性强等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种膜电极的组装装置
本技术属于燃料电池
，涉及膜电极的组装，尤其涉及一种膜电极的组装装置。
技术介绍
质子交换膜燃料电池是一种能量转换装置，按照原电池的工作原理，等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，具有高效、环境友好、噪声低和可靠性高等优点，被认为是实现未来汽车工业可持续发展的重要方向之一。膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件，膜电极的性能和耐久性直接决定着燃料电池的性能。但是膜电极中的质子交换膜较薄，机械强度较差，工作过程中吸水会发生变形、扭曲和褶皱等问题，通过边框将质子交换膜密封形成五合一膜电极，能够保证质子交换膜平整度，并且能够提高质子交换膜强度，从而提高膜电极稳定性。现有膜电极的组装均是通过夹具进行定位组装，但是存在结构复杂、操作不便，以及对膜电极产生损害等问题。CN110834283A公开了一种五合一膜电极封装夹具和质子交换膜燃料电池，五合一膜电极封装夹具包括：上盖框、垫板和下盖框，下盖框中设置有凹槽，垫板的大小形状与凹槽相匹配，垫板的承接五合一膜电极的一侧表面上开设有真空吸附流道，真空吸附流道工作时能够通过低压将五合一膜电极吸附而定位。该专利技术能够通过抽真空的方式将膜电极定位于垫板上，提高了定位精度，定位和固定能力强。但是该夹具的结构复杂，操作过程繁琐，根据不同规格的膜电极，需要改变不同带有真空吸附流道垫板，灵活性差。CN103811770A公开了一种燃料电池膜电极制备夹具，包含喷涂夹具和热压夹具，由金属上框、金属下框、长尾夹，构成通用组件；通用组件与偶数个热压垫块、热压组装垫板、两个热压定位板、热压上盖板、热压下盖板、热压限厚块组合后构成热压夹具。该专利技术实现了正面喷涂夹具、反面喷涂夹具和热压夹具的联用，避免了膜电极制备各工艺中因更换夹具所导致的质子交换膜的反复拆装，进而避免了膜电极中质子交换膜的褶皱、位置偏移、污染甚至破损。但是再组装膜电极过程中存在质子交换膜变形的问题，并且该夹具的结构复杂，操作不便。CN102956909A公开了一种燃料电池膜电极及测试样件制备夹具，所述夹具包括上盖框、下盖框、上垫板和下垫板，上盖框和下盖框周边均匀布置有螺栓孔和定位孔，定位孔内装有定位杆，上盖框和下盖框通过螺栓拧紧，上盖框和下盖框是中部镂空的平板框架，镂空的形状和大小与制备的膜电极或测试样件活性区域相同。该专利技术可以通过调整垫板的厚度或材质调节作用在MEA上的受热程度，同时还可以使MEA受力均匀，减小对膜电极的损伤。但是其仅采用定位孔进行定位，不能使质子交换膜平整铺设与夹具内，造成质子交换膜变形。现有膜电极的组装装置均存在结构复杂、操作繁琐，以及容易损伤膜电极的问题，因此，如何在保证膜电极的组装装置能够避免膜电极损害，同时还能保证结构简单和操作简易，成为目前迫切解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种膜电极的组装装置，通过静电吸附，使膜电极固定于夹具中，可无需对夹具进行改造，具有结构简单和操作方便等特点。为达此目的，本技术采用以下技术方案：一种膜电极的组装装置，所述的膜电极的组装装置包括静电发生器和夹具。所述静电发生器用于对夹具施加静电，利用静电吸附使质子交换膜和密封边框定位于夹具内。需要说明的是，本技术对密封边框的结构和材质不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可知，密封边框的结构和材质与膜电极的结构和要求有关，可根据膜电极的结构和要求，合理调整密封边框的结构和材质。需要说明的是，本技术对夹具的结构和材质不做具体要求和特殊限定，现有技术中已公开或未公开的夹具，例如可施加静电吸附作用，以及满足制备膜电极要求的夹具均可用于本技术。本技术通过静电发生器对夹具施加静电，利用静电吸附使质子交换膜固定于夹具上，从而简化膜电极组装过程，并且无需对夹具进行改造，使整个组装装置具有结构简单和适用性强等特点。作为本技术的一个优选技术方案，所述的密封边框呈回字形框体结构。所述密封边框的平面轮廓的内沿尺寸小于质子交换膜平面轮廓尺寸。所述密封边框的平面轮廓的内沿长度小于质子交换膜的长度2～4mm，例如，密封边框的平面轮廓的内沿长度小于质子交换膜的长度2mm、2.25mm、2.5mm、2.75mm、3.0mm、3.25mm、3.5mm、3.75mm或4mm。所述密封边框的平面轮廓的内沿宽度小于质子交换膜的宽度2～4mm，例如，密封边框的平面轮廓的内沿宽度小于质子交换膜的宽度2mm、2.25mm、2.5mm、2.75mm、3.0mm、3.25mm、3.5mm、3.75mm或4mm。作为本技术的一个优选技术方案，所述的夹具包括夹具下板、定位框、夹具上板和垫块；所述的夹具下板、夹具上板和定位框均呈回字形框体结构，所述夹具包括依次层叠设置的夹具下板、定位框和夹具上板，以及嵌入夹具下板内的垫块。所述夹具下板的平面轮廓的内沿尺寸与密封边框的平面轮廓的内沿尺寸相同。作为本技术的一个优选技术方案，所述夹具下板和夹具上板的平面轮廓尺寸完全相同。所述的夹具下板设置有至少一个下板定位销和至少一个下板定位孔，所述的夹具上板设置有至少一个上板定位销和至少一个上板定位孔，所述下板定位销与上板定位孔位置相对应，所述下板定位孔与上板定位销位置相对应。本技术通过在夹具上板和夹具上板设置位置相对应的定位销和定位孔，固定夹具上板和夹具下板的位置，避免压制过程中对膜电极产生错压的问题。所述下板定位销和上板定位销的长度为1～5mm，例如，长度为1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm或5mm。作为本技术的一个优选技术方案，所述夹具上板的厚度和夹具下板的厚度相同或不同。所述夹具上板的厚度为2～5mm，例如，厚度为2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm或5mm。所述夹具下板的厚度为2～5mm，例如，厚度为2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm或5mm。作为本技术的一个优选技术方案，所述垫块的平面轮廓的外沿尺寸与密封边框的平面轮廓的内沿尺寸相同。所述垫块的厚度与夹具下板的厚度相同。所述定位框的平面轮廓的外沿尺寸与夹具下板的平面轮廓的外沿尺寸相同。所述定位框的平面轮廓的内沿尺寸大于密封边框的平面轮廓的内沿尺寸，所述质子交换膜在静电吸附作用下，居中布置于定位框内。本技术中的垫块用于对质子交换膜进行定位。本技术通过定位框和垫块的配合，使质子交换膜在夹具中定位，避免膜电极错压的问题。所述定位框的平面轮廓的内沿尺寸大于密封边框的平面轮廓的内沿尺寸。所述定位框的平面轮廓的内沿长度大于密封边框的平面轮廓的内沿长度0.1～0.5mm，例如，定位框的平面轮廓的内沿长度大于密封边框的平面轮廓的内沿长度0.10mm、0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜电极的组装装置，其特征在于，所述的膜电极的组装装置包括静电发生器和夹具；/n所述静电发生器用于对夹具施加静电，利用静电吸附使质子交换膜和密封边框定位于夹具内。/n

【技术特征摘要】
1.一种膜电极的组装装置，其特征在于，所述的膜电极的组装装置包括静电发生器和夹具；
所述静电发生器用于对夹具施加静电，利用静电吸附使质子交换膜和密封边框定位于夹具内。


2.根据权利要求1所述的膜电极的组装装置，其特征在于，所述的密封边框呈回字形框体结构；
所述密封边框的平面轮廓的内沿尺寸小于质子交换膜平面轮廓尺寸；
所述密封边框的平面轮廓的内沿长度小于质子交换膜的长度2～4mm；
所述密封边框的平面轮廓的内沿宽度小于质子交换膜的宽度2～4mm。


3.根据权利要求1所述的膜电极的组装装置，其特征在于，所述的夹具包括夹具下板、定位框、夹具上板和垫块；
所述的夹具下板、夹具上板和定位框均呈回字形框体结构，所述夹具包括依次层叠设置的夹具下板、定位框和夹具上板，以及嵌入夹具下板内的垫块。


4.根据权利要求3所述的膜电极的组装装置，其特征在于，所述夹具下板的平面轮廓的内沿尺寸与密封边框的平面轮廓的内沿尺寸相同。


5.根据权利要求3所述的膜电极的组装装置，其特征在于，所述夹具下板和夹具上板的平面轮廓尺寸完全相同。


6.根据权利要求3所述的膜电极的组装装置，其特征在于，所述的夹具下板设置有至少一个下板定位销和至少一个下板定位孔，所述的夹具上板设置有至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雅男，唐柳，于力娜，张克金，杨帅，苗梓航，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22