单电池加工治具制造技术

技术编号:43453568 阅读:3 留言:0更新日期:2024-11-27 12:54
本技术涉及一种单电池加工治具,包括上工装和下工装,所述的上工装设置加热机构,用于热压贴合的热传导,所述的下工装的上表面设置从所述的下工装的上表面突出的下压接部,所述的下压接部为软垫,所述的软垫用于放置待热压贴合的单电池的层结构。本技术的单电池加工治具,上工装为硬工装,下工装为软工装,软工装可以补偿上工装的加工误差、加热变形、组装误差和机构运动误差(平行度)。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及氢燃料电池单电池加工,尤其涉及一种单电池加工治具


技术介绍

1、氢燃料电池是一种通过电化学方式直接将贮存在燃料和氧化剂的化学能转化为电能的装置,氢燃料电池包括多个电池单片,多个电池单片通过密封元件、两侧端板堆叠压装形成电堆并封装在电堆封装结构内。

2、传统的电池单片由双极板和mea膜电极间隔堆叠而成,这种形式的电池单片有许多缺点,首先它不是真正意义上的单电池,无法独立工作测试性能,只能装堆后整体测试性能,无法保证每片单电池的一致性,一旦装堆后发现气密/流阻/或电化学性能不满足要求,需要逐一拆开排查,因此不适合量产,维修也不友好,此外,膜电极长期暴露在空气中,质子交换膜容易吸水溶胀,催化剂层容易刮蹭脱落,导致性能下降。

3、为解决上述问题,电池单片新结构形式应运而生,将mea膜电极封装在阴阳极板之间,能独立发电,也是一块真正意义上的电池。并且,它能独立测试性能,装堆前测试好后可保证每片单电池性能的一致性,且减少了堆叠次数,装堆效率高。维修也友好,只需更换有问题的单片电池。重要的是,膜电极封装在单电池内部,得到有效保护。基于以上原因,国内越来越多的厂家开始布局研发单电池。

4、与此同时,单电池三层结构阴极板、mea膜电极、阳极板之间的密封粘接成了重要的问题,一般通过一层50~150um的薄膜粘接在一起,这层薄膜不能太厚,否则经过几百片单电池累积后会增加整堆的体积,降低功率密度比。这样薄薄一层胶膜,将极板和mea膜电极粘接在一起,非常困难,气泡问题不容易解决,单电池就会漏气,解决不了单电池的粘接问题,就做不成合格的单电池。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题,本技术提供一种单电池加工治具,成本低,粘接效果好,没有气泡,气密测试通过,良率高,完美解决单电池粘接问题。

2、为了实现上述目的,本技术的第一方面提供了一种单电池加工治具,其主要特点是,包括上工装和下工装,所述的上工装设置加热机构,用于热压贴合的热传导,所述的下工装的上表面设置从所述的下工装的上表面突出的下压接部,所述的下压接部为软垫,所述的软垫用于放置待热压贴合的单电池的层结构。

3、较佳地,所述的软垫与单电池的极板粘接区域相匹配。

4、较佳地,所述的软垫为硅胶垫。

5、较佳地,所述的硅胶垫的厚度为0.5~3.0mm,硅胶垫的硬度为30~70a。

6、较佳地,所述的上工装包括上热压板,所述的上热压板的下表面设置从所述的上热压板的下表面突出的上压接部,所述的上压接部为硬垫,所述的上压接部与单电池的极板粘接区域相匹配。

7、较佳地,所述的上热压板的上表面从上至下依次包括上底板、隔热板和加热板,所述的加热机构设置在所述的加热板上,所述的上热压板设置温度传感器,所述的上底板、隔热板、加热板和上热压板中对应mae膜电极催化剂区域的位置设置贯穿开孔,所述的贯穿开孔处安装降温机构,所述的降温机构用于对mae膜电极催化剂区域降温,所述的上工装为热工装;

8、所述的下工装从上至下依次包括下压板和下底板,所述的软垫设置在所述的下压板的上表面,所述的下工装为冷工装。

9、较佳地,所述的下工装的上表面设置数个定位柱,所述的数个定位柱围绕所述的软垫的边缘分布。

10、较佳地,所述的单电池的层结构包括用于粘接膜电极和极板的胶膜,所述的胶膜具有离型背膜,所述的胶膜设置数个定位孔,所述的定位孔与所述的定位柱相匹配。

11、本技术的第二方面提供了基于所述的单电池加工治具进行单电池加工的方法,所述的方法包括:

12、1)第一极板热敷:将第一胶膜热敷到第一极板上,输出第一热敷品;

13、2)第一热压:将第一热敷品和膜电极热压粘接,输出热压半成品;

14、3)第二极板热敷:将第二胶膜热敷到第二极板上,输出第二热敷品;

15、4)第二热压:将热压半成品和第二热敷品进行热压粘接,输出单电池成品;

16、所述的第一极板为阴极板,第二极板为阳极板;或者所述的第一极板为阳极板,第二极板为阴极板;

17、第一胶膜、第二胶膜均为带离型背膜的胶膜,在第一胶膜热敷到第一极板后再将第一胶膜的离型背膜去除,在第二胶膜热敷到第二极板后再将第二胶膜的离型背膜去除;

18、所述的第一胶膜、第二胶膜均为分离式胶膜。

19、本技术的第二方面提供的方法针对分离式胶膜。

20、本技术的第三方面提供了一种基于所述的单电池加工治具进行单电池加工的方法,所述的方法包括:

21、1)第一极板热压:将第一极板和两侧复合有离型背膜的膜电极热压,输出热压半成品;

22、2)第二极板热压:将热压半成品和第二极板热压,输出单电池成品;

23、所述的第一极板为阴极板,第二极板为阳极板;或者所述的第一极板为阳极板,第二极板为阴极板。

24、本技术的第三方面提供的方法针对复合式胶膜。

25、本技术的单电池加工治具,上工装为硬工装,下工装为软工装,软工装可以补偿上工装的加工误差、加热变形、组装误差和机构运动误差(平行度)。

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【技术保护点】

1.一种单电池加工治具,其特征在于,包括上工装和下工装,所述的上工装设置加热机构,用于热压贴合的热传导,所述的下工装的上表面设置从所述的下工装的上表面突出的下压接部,所述的下压接部为软垫,所述的软垫用于放置待热压贴合的单电池的层结构。

2.根据权利要求1所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的软垫与单电池的极板粘接区域相匹配。

3.根据权利要求1所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的软垫为硅胶垫。

4.根据权利要求3所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的硅胶垫的厚度为0.5~3.0mm,硅胶垫的硬度为30~70A。

5.根据权利要求1所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的上工装包括上热压板,所述的上热压板的下表面设置从所述的上热压板的下表面突出的上压接部,所述的上压接部为硬垫,所述的上压接部与单电池的极板粘接区域相匹配。

6.根据权利要求5所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的上热压板的上表面从上至下依次包括上底板、隔热板和加热板,所述的加热机构设置在所述的加热板上,所述的上热压板设置温度传感器,所述的上底板、隔热板、加热板和上热压板中对应MAE膜电极催化剂区域的位置设置贯穿开孔,所述的贯穿开孔处安装降温机构,所述的降温机构用于对MAE膜电极催化剂区域降温,所述的上工装为热工装;

7.根据权利要求1所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的下工装的上表面设置数个定位柱,所述的数个定位柱围绕所述的软垫的边缘分布。

8.根据权利要求7所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的单电池的层结构包括用于粘接膜电极和极板的胶膜,所述的胶膜具有离型背膜,所述的胶膜设置数个定位孔,所述的定位孔与所述的定位柱相匹配。

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【技术特征摘要】

1.一种单电池加工治具,其特征在于,包括上工装和下工装,所述的上工装设置加热机构,用于热压贴合的热传导,所述的下工装的上表面设置从所述的下工装的上表面突出的下压接部,所述的下压接部为软垫,所述的软垫用于放置待热压贴合的单电池的层结构。

2.根据权利要求1所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的软垫与单电池的极板粘接区域相匹配。

3.根据权利要求1所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的软垫为硅胶垫。

4.根据权利要求3所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的硅胶垫的厚度为0.5~3.0mm,硅胶垫的硬度为30~70a。

5.根据权利要求1所述的单电池加工治具,其特征在于,所述的上工装包括上热压板,所述的上热压板的下表面设置从所述的上热压板的下表面突出的上压接部,所述的上压接部为硬垫,所述的上压接部与...

【专利技术属性】
技术研发人员:洪浩祯黄海春程志国蔚永欢
申请(专利权)人:上海律致氢能科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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