一种多结构气体扩散层连续制备用设备制造技术

本发明专利技术公开一种多结构气体扩散层连续制备用设备，包括丝网印刷机、喷涂机、烘箱、可实现步进式传送的环形传送轨道，丝网印刷机、喷涂机以及烘箱均设置在环形传送轨道中并由环形传送轨道贯穿而过，沿环形传送轨道的传送方向，丝网印刷机以及喷涂机的后工位处均对应设置有烘箱；喷涂机中位于印刷喷头的下方设有定制盖板，定制盖板包括供混合浆料通过的刷涂通口区和避免混合浆料通过的封闭区；环形轨道上滑移有多个随行滑块，定制盖板可转动置于随行滑块的正上方；设备还包括自动上料机构、自动集料机构、以及激光测厚仪；本设备可以针对单片层式气体扩散层实现连续化制备，并且可在连续化制备过程种制备多结构式气体扩散层。续化制备过程种制备多结构式气体扩散层。续化制备过程种制备多结构式气体扩散层。

A multi structure gas diffusion layer continuous standby equipment

【技术实现步骤摘要】
一种多结构气体扩散层连续制备用设备


[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，尤其涉及一种多结构气体扩散层连续制备用设备。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，其核心部件膜电极三合一通常由气体扩散层、催化剂层和质子交换膜通过热压工艺制备而成。
[0003]气体扩散层一般由基底层和微孔层构成，起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排水等多重作用，实现了反应气体和产物水在流场和催化层之间的再分配，是影响电极性能的关键部件之一；理想的气体扩散层应满足3个条件：良好的排水性、良好的透气性和良好的导电性。基底层一般有碳纸或者含碳膜两种材料，微孔层通常是为了改善基底层的孔隙结构而在其表面制作的一层碳粉层，针对不同基底层的材料需要采用不同的制备工艺，例如针对碳纸形式的基底层，由于其为独立的单片层，现有技术中，一般通过丝网印刷或者喷涂的方式实现气体扩散层中微孔层的制备。
[0004]进一步的，现有技术中，气体扩散层的微孔层主要作用是降低催化层和基底层之间的接触电阻，使气体和水发生再分配，防止电极催化层“水淹”，同时防止催化层在制备过程中渗漏到基底层；其通常由碳粉和少量的憎水剂分散后涂覆在碳基层表面，因此即使在未被实施防水处理的状态下也具有防水性。然而过多的疏水，会造成MEA的导电性变差，过多的亲水又导致气体扩散层排水性能较差，因此气体扩散层需在亲水和疏水性做出一定的平衡。
[0005]针对上述问题，通常需要对气体扩散层的层结构进行改造，即气体扩散层的涂刷并非传统的直接将一种混合浆料进行刷涂，或者采用一种混合浆料实现在碳基层上整面的刷涂，而是采用多种混合浆料实现分层刷涂或者每层涂层结构中具备不同种的混合浆料，针对上述刷涂条件，若采用现有的丝网印刷或者喷涂技术，则需要针对单片气体扩散层进行单独处理，即需要对每片气体扩散层进行一次性完整处理后才能进行下一片气体扩散层的处理，无疑加大了劳动力并且严重拖延了生产进度，进一步的，如何在此过程中实现每层中不同混合浆料的分级刷涂也未能得到有效解决。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种多结构气体扩散层连续制备用设备，其优点在于，可以针对单片层式气体扩散层实现连续化制备，并且可在连续化制备过程种制备多结构式气体扩散层。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种多结构气体扩散层连续制备用设备，包括丝网印刷机、喷涂机以及烘箱，所述设备包括由伺服电机驱动可实现步进式传送的环形传送轨道，所述丝网印刷机以及喷涂机的数量均至少为一个，所述丝网印刷机、喷涂机以及烘箱均设置在环形传送轨道中并由环形传送轨道贯穿而过，沿所述环形传送轨道的传送方向，所述丝网印刷机以及喷涂机的后工位处均对应设置有烘箱；
[0008]所述喷涂机中位于印刷喷头的下方设有定制盖板，所述定制盖板包括供混合浆料通过的刷涂通口区和避免混合浆料通过的封闭区；
[0009]所述环形轨道上滑移有多个供气体扩散层安置的随行滑块，所述定制盖板由驱动电机控制转动并可转动置于随行滑块的正上方；
[0010]所述设备还包括实现气体扩散层置于随行滑块上准备刷涂的自动上料机构、完成刷涂后实现气体扩散层收纳存储的自动集料机构、以及沿所述环形传送轨道的传送方向，设计位于自动集料机构前工位处的激光测厚仪。
[0011]本专利技术进一步设置为：所述定制盖板包括呈波浪状的功能板，所述刷涂通口区均设置在波浪状功能板的最高峰处，所述封闭区均设置在波浪状功能板的最低峰处，所述定制盖板的一端设有与封闭区相通的可拆卸式集料盒，所述可拆卸式集料盒内均密封连接有抽料细管，所述刷涂通口区和封闭区的数量以及排布次序可依据混合浆料种类以及气体扩散层每层的刷涂要求而定。
[0012]本专利技术进一步设置为：所述随行滑块上均可拆卸设有连接工装，所述连接工装均包括供气体扩散层进入的开口端以及防止气体扩散层滑落的围挡边，所述围挡边内设有供气体扩散层侧边插入的限位槽，所述限位槽内均设有对气体扩散层限位作用的弹性限位挡片。
[0013]本专利技术进一步设置为：所述自动上料机构和自动集料机构均包括机架体，所述机架体内对称设有一双传送链轮链条组件，两个所述传送链轮链条组件上，并延机架体的高度方向均对应阵列设有多个对气体扩散层支撑的连接耳片，所述机架体上设有供气体扩散层输出至连接工装内的出口端以及供气体扩散层置入的进口端，所述自动上料机构的机架体上靠近进口端处设有对气体扩散层作用的推送组件；所述自动集料机构的推送组件设置在所述传送轨道上；
[0014]所述自动上料机构、自动集料机构和连接工装内均设有传感系统以实现对位作用，便于气体扩散层由自动上料机构的出口端进入连接工装的开口端，以及气体扩散层由连接工装的开口端进入自动集料机构的进口端。
[0015]本专利技术进一步设置为：所述推送组件包括机箱，所述机箱内设有驱动气缸，所述驱动气缸的伸缩杆上设有对气体扩散层作用的推送架。
[0016]本专利技术进一步设置为：所述自动上料机构和自动集料结构的机架体上均设有带刹脚轮，所述自动上料机构和自动集料结构的机架体上均设有由驱动电机控制的伸缩螺杆，所述传送轨道的机架板内设有与伸缩螺杆配合的限位螺孔。
[0017]本专利技术进一步设置为：所述传送轨道的机架板上延其高度方向阵列设有多组限位螺孔，多组所述限位螺孔的深度也呈由浅至深阶梯式设计，所述自动上料机构和自动集料结构的机架板上设有与限位螺孔数量一致的伸缩螺杆。
[0018]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]1、本设备可以针对单片层式气体扩散层实现连续化制备，通过环形轨道以及多块随行滑块的设计即可以实现气体扩散层的连续式重复刷涂并可以根据涂层数量在环形轨道种对应设置刷涂设备的数量，以实现不同浆料的连续化叠加刷涂，从而制备出多层结构的气体扩散层，此过程中激光测厚仪针对每刷完一个工序的气体扩散层执行厚度检测记录；另外本申请可以针对本
技术介绍
中提出的“每层涂层结构中具备不同种的混合浆料”式
的多结构气体扩散层，设计了定制盖板，即通过定制盖板的通口区和封闭区限制了喷涂区域；另外本设备中同时具备丝网印刷机和喷涂机，并限制定制盖板设计处于喷涂机处，即限制多结构式气体扩散层可以利用丝网印刷机实现整面刷涂实现完整层面以提高工作效率，同时避免丝网版与定制盖板的抵触损坏，并通过喷涂机实现层结构中区域限制的喷涂；
[0020]在此过程中，伺服电机控制环形轨道的步进式运动可以保证整体涂刷的有序性和操作可控性；自动上料机构和自动集料结构则进一步加强本设备整体的智能化连续操作控制；
[0021]2、本设备中的定制盖板设置为呈波浪状的功能板，并且通口区处波浪状功能板的最高峰，封闭区处于波浪状功能板的最低峰处，此时在将浆料喷涂至通口区过程中，多余浆料可以顺延功能板的高峰“脊背”自然流落至低峰“凹陷地”内，形成供多余浆料的自然收集现象，之后再通过抽料细管作用下实现对浆料的抽取收集便于后续使用，减少浪费；可拆卸式集料盒可以从功能板上拆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体扩散层连续制备用设备，其特征在于：包括丝网印刷机(1)、喷涂机(2)以及烘箱(3)，所述设备包括由伺服电机驱动可实现步进式传送的环形传送轨道(4)，所述丝网印刷机(1)以及喷涂机(2)的数量均至少为一个，所述丝网印刷机(1)、喷涂机(2)以及烘箱(3)均设置在环形传送轨道(4)中并由环形传送轨道(4)贯穿而过，沿所述环形传送轨道(4)的传送方向，所述丝网印刷机(1)以及喷涂机(2)的后工位处均对应设置有烘箱(3)；所述喷涂机(2)中位于印刷喷头的下方设有定制盖板(5)，所述定制盖板(5)包括供混合浆料通过的刷涂通口区(5
‑
1)和避免混合浆料通过的封闭区(5
‑
2)；所述环形轨道上滑移有多个供气体扩散层(10)安置的随行滑块(4
‑
1)，所述定制盖板(5)由驱动电机控制转动并可转动置于随行滑块(4
‑
1)的正上方；所述设备还包括实现气体扩散层(10)置于随行滑块(4
‑
1)上准备刷涂的自动上料机构(7)、完成刷涂后实现气体扩散层(10)收纳存储的自动集料机构(8)、以及沿所述环形传送轨道(4)的传送方向，设计位于自动集料机构(8)前工位处的激光测厚仪(9)。2.根据权利要求1所述的一种气体扩散层连续制备用设备，其特征在于：所述定制盖板(5)包括呈波浪状的功能板(5
‑
5)，所述刷涂通口区(5
‑
1)均设置在波浪状功能板(5
‑
5)的最高峰处，所述封闭区(5
‑
2)均设置在波浪状功能板(5
‑
5)的最低峰处，所述定制盖板(5)的一端设有与封闭区(5
‑
2)相通的可拆卸式集料盒(5
‑
3)，所述可拆卸式集料盒(5
‑
3)内均密封连接有抽料细管，所述刷涂通口区(5
‑
1)和封闭区(5
‑
2)的数量以及排布次序可依据混合浆料种类以及气体扩散层(10)每层的刷涂要求而定。3.根据权利要求1所述的一种气体扩散层连续制备用设备，其特征在于：所述随行滑块(4
‑
1)上均可拆卸设有连接工装(6)，所述连接工装(6)均包括供气体扩散层(10)进入的开口端(6
‑
1)以及防止气体扩散层(10)滑落的围挡边(6
‑
2)，所述围挡边(6
‑
2)内设有供气体扩散层(10)侧边插入的限位槽(6
‑
3)，所述限位槽(6
‑
3)内均设有对气体扩散层(10)限位作用的弹性限位挡片(6
‑
4)。4.根据权利要求3所述的一种气体扩散层连续制备用设...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜永燚，
申请(专利权)人：昀际科技上海有限责任公司，
类型：发明
国别省市：