一种燃料电池催化剂涂布用治具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池催化剂涂布用治具，包括薄膜、吸气底盘和质子膜压板；薄膜位于吸气底盘远离多孔板的一侧，吸气底盘远离薄膜的一侧设置有多孔板，多孔板远离吸气底盘的一侧设置有质子交换膜；吸气底盘上均匀设置有多个吸气孔；多孔板的两侧设置有气管，本实用新型专利技术设置定位销使治具可以匹配多种尺寸的涂布模头，同时真空吸附力加上质子膜压板可以很好的再涂布过程中保证膜的平整；在多孔板的两侧设计了微型气管，在涂敷催化剂时气管封闭，保证治具与真空吸盘的气密性，有效保证催化剂涂敷膜制备的平整性。化剂涂敷膜制备的平整性。化剂涂敷膜制备的平整性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池催化剂涂布用治具


[0001]本技术涉及燃料电池催化剂
，具体涉及一种燃料电池催化剂涂布用治具。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种能量转换装置。以电化学反应的方式，等温地把存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。在众多燃料电池中，质子交换膜(PEM)燃料电池以其能量密度高，工作温度低、启动速度快、电堆结构紧凑以及环境友好等特点受到世界各国的广泛关注。2014年12月丰田汽车推出燃料汽车“Mirai”，拉开了商用燃料电池车的序幕。
[0003]膜电极(MEA)是质子交换膜燃料电池的核心部件，是燃料电池进行氧化还原反应的场所，决定了燃料电池的性能和寿命。而其中催化剂涂覆膜更是膜电极的关键组件，其制备的好坏直接影响膜电极性能，而规模化制备则是影响膜电极成本及限制燃料电池发展的重要原因之一。
[0004]催化剂涂覆膜制备方法有很多种，列如喷涂、转印、化学沉积法、狭缝涂布法等。传统的催化剂涂覆膜制备方法，如喷涂、热压转印往往伴随着生产效率低下的问题，很难应用到大规模工业生产中。近年来，涂布的方法越来越引起关注，这种方法具有涂布速度快、涂膜均匀性好、可连续化生产等特点，是工业化制备CCM最有效的制备方法之一。
[0005]目前效率最高的涂布制备流程为：直接将催化剂涂布于质子交换膜A 面形成第一催化剂层；将带有背胶的保护膜贴合于所述第一催化剂层表面；将所述的催化剂涂布于所述质子交换膜B面形成第二催化剂层；将带有背胶的保护膜从所述第一催化剂层上剥离。
[0006]相比于传统的喷涂，这里多出将带有背胶的保护膜剥离的步骤，保护膜的剥离往往会由于粘性过大破坏第一催化剂层，从而出现第一催化剂层随之剥离的现象，从而影响膜电极的电化学性能。
[0007]因此找到一种简单的方式使带有粘性的保护膜剥离第一催化层，而不破坏催化层结构就显得相当关键。

技术实现思路

[0008]本技术的目的就在于解决上述
技术介绍
的问题，而提出一种燃料电池催化剂涂布用治具。
[0009]本技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0010]一种燃料电池催化剂涂布用治具，包括薄膜、吸气底盘和质子膜压板；
[0011]薄膜位于吸气底盘远离多孔板的一侧，吸气底盘远离薄膜的一侧设置有多孔板，多孔板远离吸气底盘的一侧设置有质子交换膜；吸气底盘上均匀设置有多个吸气孔；多孔板的两侧设置有气管。
[0012]作为本技术进一步的方案：质子交换膜的顶面两侧设置有质子膜压板。
[0013]作为本技术进一步的方案：吸气底盘、质子膜压板、质子交换膜和多孔板的四
周均设置有多个用于连接定位销的定位孔。
[0014]作为本技术进一步的方案：吸气底盘的厚度为2
‑
10mm，吸气底盘孔隙范围在1
‑
4mm。
[0015]作为本技术进一步的方案：薄膜的外径大于吸气底盘的外径，厚度为20
‑
100微米。
[0016]作为本技术进一步的方案：多孔板的厚度为50
‑
200微米。
[0017]作为本技术进一步的方案：气管的外径为2
‑
8mm。
[0018]本技术的有益效果：
[0019]本技术可以根据涂布的实际需要自由添加定位销，使治具可以匹配多种尺寸的涂布模头，同时真空吸附力加上质子膜压板可以很好的再涂布过程中保证膜的平整。在多孔板的两侧设计了微型气管，在涂敷催化剂时气管封闭，保证治具与真空吸盘的气密性，有效保证催化剂涂敷膜制备的平整性。在涂布工艺结束后，将微型气管打开，通入湿度气体进入治具内部，湿度气体会充满与在粘度保护膜和A面催化层之间，实现在涂布过程中对粘性保护膜的降粘处理，可以在不破坏A面催化层结构的情况下直接剥离保护膜，提高了生产效率。并且该气体会润湿第一层催化层，减少了第二层催化层涂布过程中催化层的开裂现象。
附图说明
[0020]下面结合附图对本技术作进一步的说明。
[0021]图1是本技术的结构示意图；
[0022]图2是本技术湿度气体进入粘性保护膜和A面催化层的结构示意图；
[0023]图3是本技术的工艺流程图。
[0024]图中：1、薄膜；2、吸气底盘；3、多孔板；4、质子交换膜；5、定位销；6、质子膜压板；7、气管；8、粘度保护膜。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]请参阅图1所示，本技术为一种燃料电池催化剂涂布用治具，包括薄膜1、吸气底盘2和质子膜压板6；
[0028]在吸气底盘2与真空装置之间设置有薄膜1，且薄膜1位于吸气底盘2远离多孔板3的一侧，吸气底盘2远离薄膜1的一侧设置有多孔板3，多孔板3远离吸气底盘2的一侧设置有质子交换膜4，质子交换膜4为全氟磺酸膜；质子交换膜4的顶面两侧设置有质子膜压板6，吸气底盘2上均匀设置有多个吸气孔，该薄膜1起到密封的作用，可以有效保证涂布治具使用过程中的气密性；
[0029]吸气底盘2、质子膜压板6、质子交换膜4和多孔板3的四周均设置有多个用于连接
定位销5的定位孔，定位销5依次用于固定吸气底盘2、多孔板3、质子交换膜4和质子膜压板6；
[0030]其中，吸气底盘2的厚度为2
‑
10mm，其中孔隙范围在1
‑
4mm；密封薄膜11的外径大于吸气底盘2的外径，其厚度为20
‑
100微米；
[0031]密封薄膜1在治具中可以有效的保证吸气底盘2与真空加热平台的接触，提高接触的气密性，有效提高制备催化剂涂覆膜过程的真空度；薄膜 1为聚乙烯(PE)薄膜、聚酯(PET)薄膜、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜；薄膜厚度为0.1
‑
1.0mm，胶膜耐热温度为50
‑
120℃；薄膜1上表面具有与吸气底盘2上吸气孔相应的透气孔；
[0032]多孔板3可以为多孔聚四氟乙烯、多孔导热薄板，多孔板3的厚度为 50
‑
200微米，在多孔板3的两侧设置有气管7，气管7的外径为2
‑
8mm，材质为PE或者PVC；同时气管与供气源相连接，并且有开关阀，可以控制气体进入；气体为氮气、氩气、或者空气；气体湿度在20％
‑
100％。在进行催化剂涂布实验时，需要将气管开关关闭，保证治具的气密性；当涂布结束，将气管7阀门打开，通入一定湿度的气体进入粘度保护膜8和A 面催化层之间，实现保护膜的剥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池催化剂涂布用治具，其特征在于，包括薄膜(1)、吸气底盘(2)和质子膜压板(6)；薄膜(1)位于吸气底盘(2)远离多孔板(3)的一侧，吸气底盘(2)远离薄膜(1)的一侧设置有多孔板(3)，多孔板(3)远离吸气底盘(2)的一侧设置有质子交换膜(4)；吸气底盘(2)上均匀设置有多个吸气孔；多孔板(3)的两侧设置有气管(7)。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池催化剂涂布用治具,其特征在于，质子交换膜(4)的顶面两侧设置有质子膜压板(6)。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池催化剂涂布用治具,其特征在于，吸气底盘(2)、质子膜压板(6)、质子交换膜(4)和多孔板(3)的四周均设置有多个用于连接定位销(5)的定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑帅，王丽娜，冯翌，陆娇娇，张楠，宁可望，王朝云，
申请(专利权)人：安徽明天氢能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：