一种燃料电池膜电极的喷涂夹具及喷涂方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池膜电极的喷涂夹具及喷涂方法，该喷涂夹具包括喷涂夹具本体，喷涂夹具本体设置有下槽口，且下槽口呈倾斜设置，该喷涂方法为：裁切所需尺寸的质子膜；将裁切好的质子膜放置在喷涂机的吸附托盘上进行吸附定位；将喷涂夹具定位在质子膜上侧，启动喷涂机进行喷涂，得到CCM；完成第一面喷涂之后，去除CCM上的保护层，将CCM附在碳纸上，之后将碳纸吸附在喷涂机的吸附托盘上；将喷涂夹具的下槽口与CCM背面的催化层区域进行重合定位；启动喷涂机对着喷涂夹具内侧的CCM区域进行喷涂，得到燃料电池膜电极；采用上述方法避免因膜电极另一侧吸附出现褶皱、气泡现象对膜电极进行撕扯，造成膜电极不可逆的损伤。造成膜电极不可逆的损伤。造成膜电极不可逆的损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池膜电极的喷涂夹具及喷涂方法


[0001]本专利技术涉及质子交换膜燃料电池制造
，具体涉及一种燃料电池膜电极的喷涂夹具及喷涂方法。

技术介绍

[0002]氢能作为一种清洁、高效、可持续的新能源，被视为最具潜力的下一代能源，在质子交换膜燃料电池作为氢能的一种理想方式，具有高效、清洁、工作温度低、能量密度高等优点，是一种理想的清洁能源，膜电极是决定燃料电池性能的关键零部件，起到至关重要的作用。
[0003]专利公开号CN201811406890的专利中，叙述了一种燃料电池膜电极喷涂夹具及这杯方法，所涉及磁铁、螺栓、脚垫等配套，夹具相对复杂，造成操作工艺相对困难，影响膜电极的制备效率。同时，该专利中并未涉及到碳纸的保护层，在制备第二层催化层时，有褶皱或者气泡的风险。
[0004]现有技术中大多都是在具有保护膜一侧催化层制备完成后，直接除去保护膜，将CCM未制备催化层一侧反转，将CCM吸附在吸附托盘上，这种方式很难对CCM进行定位，且由于CCM本身的易形变性，导致吸附时会有气泡出现，只能通过拉伸、撕扯CCM的方式进行去气泡及褶皱处理，这样很容易造成CCM的不可逆形变及已制备催化层一侧的催化剂层发生破坏。

技术实现思路

[0005]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种燃料电池膜电极的喷涂夹具及喷涂方法，可以避免因膜电极另一侧吸附出现褶皱、气泡现象对膜电极进行撕扯，造成膜电极不可逆的损伤，同时所设计的具有倾斜角度的喷涂夹具，可以提高浆料的利用率，提高生产效率。/>[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种燃料电池膜电极的喷涂夹具包括喷涂夹具本体，喷涂夹具本体中部开设有喷涂框口，喷涂框口内侧四周设置有下槽口，且下槽口呈倾斜设置，倾斜角度为0
°‑
60
°
。
[0008]作为本专利技术进一步的方案：喷涂夹具本体的厚度为3
‑
10mm。
[0009]一种燃料电池膜电极的喷涂方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、裁切：根据需要裁切所需尺寸的质子膜，所述质子膜一侧具有保护层；
[0011]步骤二、第一次定位：将裁切好的质子膜放置在喷涂机的吸附托盘上进行吸附定位；
[0012]步骤三、第一面喷涂：将喷涂夹具定位在质子膜上侧，启动喷涂机进行喷涂，在第一面喷涂催化浆料形成催化层，得到CCM；
[0013]步骤四、吸附：完成第一面喷涂之后，准备碳纸，人工拉动CCM，去除CCM上的保护层，将CCM具有催化层的一侧附在碳纸的一侧，之后将具有CCM的碳纸吸附在喷涂机的吸附
托盘上；
[0014]步骤五、第二次定位：将喷涂夹具的下槽口与CCM背面的催化层区域进行重合定位，定位过程中关闭吸附托盘的吸力，人工移动喷涂夹具和碳纸进行重合定位，之后开启吸附托盘的吸力，观察CCM的位置和吸附平整度，如果有褶皱、气泡现象，关闭吸附托盘的吸力，取下喷涂夹具，将CCM拉起重新附着在碳纸上，之后重复上述操作进行定位；
[0015]步骤六、第二面喷涂：启动喷涂机对着喷涂夹具内侧的CCM区域进行喷涂，在第二面喷涂催化浆料形成催化层，得到燃料电池膜电极。
[0016]作为本专利技术进一步的方案：步骤一中所述保护层包括但不限于PET保护层。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：步骤二中质子膜具有保护层的一面与吸附托盘接触。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：步骤四中吸附托盘的吸力由中部向两侧吸附，保证CCM的平整度。
[0019]作为本专利技术进一步的方案：所述吸附托盘的真空度为0
‑
－0.2kpa，喷涂吸附托盘温度80
‑
100℃。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术通过在喷涂方法中增加吸附工艺，即完成第一面喷涂之后，准备碳纸，在无吸附力的条件下去除CCM上的保护层(避免吸附导致膜电极不可逆的形变)，将CCM具有催化层的一侧附在碳纸的一侧，之后将具有CCM的碳纸吸附在喷涂机的吸附托盘上，其中放置具有碳纸的质子膜时，使得中间区域首先接触吸附托盘。在吸附时，使得吸附托盘的吸力能够由中部向两侧吸附，这种操作方法，可以赶出质子膜与碳纸之间的气泡，保证CCM的平整度，可以有效避免因膜电极另一侧吸附出现褶皱、气泡现象对膜电极进行撕扯，造成膜电极不可逆的损伤，同时所设计的具有倾斜角度的喷涂夹具，可以提高浆料的利用率，提高生产效率。
附图说明
[0022]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0023]图1是本专利技术整体喷涂方法工艺示意图；
[0024]图2是本专利技术中喷涂夹具结构示意图一；
[0025]图3是本专利技术中喷涂夹具结构示意图二；
[0026]图4是现有技术中喷涂方法工艺示意图。
[0027]图中：10、喷涂夹具本体；11、下槽口。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]如图1
‑
图4所示，一种燃料电池膜电极的喷涂方法，包括以下步骤：
[0030]步骤一、裁切：根据需要裁切所需尺寸的质子膜，该质子膜一侧具有一层保护层，其中保护层包括但不限于PET保护层；
[0031]步骤二、第一次定位：将裁切好的质子膜放置在喷涂机的吸附托盘上进行吸附定位，其中质子膜具有保护层的一面与吸附托盘接触；
[0032]步骤三、第一面喷涂：将喷涂夹具定位在质子膜上侧，启动喷涂机进行喷涂，在第一面(无保护层的面)喷涂催化浆料形成催化层，得到CCM；
[0033]步骤四、吸附：完成第一面喷涂之后，准备碳纸，人工拉动CCM，去除CCM上的保护层，将CCM具有催化层的一侧附在碳纸的一侧，之后将具有CCM的碳纸吸附在喷涂机的吸附托盘上，其中吸附时吸附托盘的吸力由中部向两侧吸附，保证CCM的平整度；
[0034]步骤五、第二次定位：将喷涂夹具的下槽口11与CCM背面的催化层区域进行重合定位，定位过程中关闭吸附托盘的吸力，人工移动喷涂夹具和碳纸进行重合定位，之后开启吸附托盘的吸力，观察CCM的位置和吸附平整度，如果有褶皱、气泡现象，关闭吸附托盘的吸力，取下喷涂夹具，将CCM拉起重新附着在碳纸上，之后重复上述操作进行定位；
[0035]步骤六、第二面喷涂：启动喷涂机对着喷涂夹具内侧的CCM区域进行喷涂，在第二面(原具有保护层的一面)喷涂催化浆料也形成催化层，完成整个喷涂，得到该燃料电池膜电极。
[0036]进一步该燃料电池膜电极的喷涂夹具包括喷涂夹具本体10，喷涂夹具本体10中部开设有喷涂框口，喷涂框口内侧四周设置有下槽口11，且下槽口11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池膜电极的喷涂夹具，其特征在于，包括喷涂夹具本体(10)，喷涂夹具本体(10)中部开设有喷涂框口，喷涂框口内侧四周设置有下槽口(11)，且下槽口(11)呈倾斜设置，倾斜角度为0
°‑
60
°
。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极的喷涂夹具，其特征在于，喷涂夹具本体(10)的厚度为3
‑
10mm。3.一种燃料电池膜电极的喷涂方法，使用权利要求1所述的喷涂夹具，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、裁切：根据需要裁切所需尺寸的质子膜，所述质子膜一侧具有保护层；步骤二、第一次定位：将裁切好的质子膜放置在喷涂机的吸附托盘上进行吸附定位；步骤三、第一面喷涂：将喷涂夹具定位在质子膜上侧，启动喷涂机进行喷涂，在第一面喷涂催化浆料形成催化层，得到CCM；步骤四、吸附：完成第一面喷涂之后，准备碳纸，人工拉动CCM，去除CCM上的保护层，将CCM具有催...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯翌，王丽娜，郑帅，张楠，宁可望，许思传，王朝云，祝元，
申请(专利权)人：上海明天观谛氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：