CN101556999A - 对用于燃料电池的mea材料自动冲孔和结合的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供对用于燃料电池的MEA材料自动冲孔和结合的设备，其可通过改进手工制造5层MEA材料的常规方法来自动并且连续地执行对MEA材料的冲孔处理和结合处理。因此，其能够减少制造5层MEA所需的时间，提供在人力上的减少和有效的生产，使得大规模生产成为可能，并且改进了完成的5层MEA材料的质量。

Description

对用于燃料电池的MEA材料自动冲孔和结合的设备
相关申请的交叉引用
按据35U.S.C§119(a)，本申请要求于2008年4月11日提交的韩国专利申请第10-2008-0033938号的优先权，其全部内容引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及对燃料电池的薄膜电极组件(MEA)材料自动冲孔和与之结合的设备。更具体地，本发明涉及用于对燃料电池的MEA材料自动冲孔和结合的设备，其可通过改进手工制造5层MEA材料的常规方法而自动并且连续对MEA材料执行冲孔处理和结合处理。
背景技术
燃料电池是不通过燃烧将燃料的化学能转换为热量，而是在燃料电池组中直接将化学能电化学地转换为电能的电生成系统。燃料电池可被应用于为小型电/电子装置(例如便携式装置)供应电能，也为工业、家庭和车辆供应电能。
目前，最引人关注的用于车辆的燃料电池为聚合物电解质薄膜燃料电池(PEMFC)，也称为质子交换薄膜燃料电池，其在燃料电池中具有最高的能量密度。PEMFC由于其低操作温度，具有能量转化的快速启动时间和快速反应时间。
PEMFC包括：薄膜电极组件(此后称为MEA)，其包括用于传送氢离子的聚合物电解质薄膜、和布置在聚合物电解质薄膜两侧的电极/催化剂层，在该电极/催化剂层中发生电化学反应；用于均匀散播反应物气体和传输生成的电的气体扩散层(此后称为GDL)；用于保持反应物气体和冷却剂的密封性并且用于提供适当的结合压力的垫圈和密封部件；和用于传送反应物气体和冷却剂的双极板。
在具有上述构造的燃料电池中，氢作为燃料被供应到阳极(也称为燃料电极或氧化电极)，并且氧(气)作为氧化剂被供应到阴极(也称为气体电极、氧电极或还原电极)。
供应到阳极的氢由设置在电解质薄膜两侧的电极/催化剂层的催化剂解离为氢离子(质子，H+)和电子(e-)。此时，仅氢离子通过优选为阳离子交换薄膜的电解质薄膜被传输到阴极，并且同时，电子通过用作导体的GDL和双极板被传输到阳极。
在阳极，通过电解质薄膜供应的氢离子和通过双极板传输的电子遇到由空气供应器供应到阳极的空气中的氧气，并且引起生成水的反应。
由于此时产生的氢离子的运动，通过外部导线的电子流产生，并且因此生成电流。
在聚合物电解质薄膜燃料电池中的电极反应可由以下公式表示：
在阳极的反应：2H2→4H++4e-
在阴极的反应：O2+4H++4e-→2H2O
总体反应：2H2+O2→2H2O+电能+热能
如以上反应式所示，氢分子在阳极解离为四个氢离子和四个电子。生成的电子通过外部电路移动以生成电流，并且生成的氢离子通过电解质薄膜移动到阴极以执行还原电极反应。
燃料电池组通过重复堆叠多个单位电池而形成，并且每一个单位电池具有双极板、GDL和MEA堆叠于其中的结构。
在制造燃料电池组时，诸如双极板、GDL和MEA的单位电池的部件被重复堆叠。在5层MEA材料中，GDL和MEA在5层结构中堆叠，并且双极板被交替堆叠和装配。
5层MEA材料具有如下结构，其中两个GDL被附加地结合到包括电解质薄膜和电极催化剂(阴极催化剂和阳极催化剂)的3层MEA，其将参照以下附图1和2更为详细地进行说明。
如图1所示，阴极催化剂2和阳极催化剂3优选结合在Nafion薄膜(适当的电解质薄膜)1的上侧和下侧以制备3层MEA，并且除了催化剂部分，副垫圈4结合到Nafion薄膜1的上侧和下侧以促进对3层MEA的操作。
在结合有副垫圈4的3层MEA的制备中，与歧管相对应的部分被冲孔以形成图2中所示的开口6。优选地，GDL 7在高温和高压下结合到具有歧管开口6的3层MEA的上部和下部，由此形成5层MEA材料8。
形成5层MEA材料8的常规方法包括将包括副垫圈4的3层MEA5固定在歧管冲床上，手动操作冲床以冲压歧管开口6，去除附着以保护催化剂层的底板，将产生的3层MEA 5传送到热压装置，按顺序堆叠GDL 7、3层MEA 5、GDL 7，和操作热压装置，由此完成最终的5层MEA材料8。
在此实例中，由于热压装置在高温和高压条件下结合3层MEA和GDL，热压处理需要大量时间，并且例如，在3层MEA上冲压歧管开口的处理、以及堆叠和结合GDL的热压处理不是自动化的。
因此，在冲孔处理期间，歧管冲床被手动地操作，同样地，所得的3层MEA材料由工作人员手动地传送到用于热压处理的热压装置。在堆叠GDL和3层MEA后，热压装置也被手动地操作以执行热压处理。因此，需要大量时间以执行冲孔处理和热压处理。
在上述手动结合处理期间，最终的5层MEA材料的供应不根据平滑或规则处理生成，因此仅在收集必要量的5层MEA材料以完成燃料电池组的制造后操作自动堆叠装置。
此外，燃料电池组的性能与工作时间可根据执行堆叠处理的工作人员而变化，并且因此可出现人力的浪费、低效生产、难于大规模生产等。
在该背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景技术的理解，并因此其可包含不形成对于本国家的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
在一个方面中，本发明涉及用于对燃料电池的MEA材料自动冲孔和结合的设备，其中可通过改进手工制造5层MEA材料的常规方法而自动并且连续对MEA材料执行冲孔处理和结合处理。
在一个实施方式中，本发明提供用于对燃料电池的MEA材料自动冲孔和结合的设备，该设备优选包括：适当地执行冲孔处理和用于将冲孔的3层MEA材料切割为单个材料的切割处理的自动冲孔装置，在冲孔处理中，连续供应的多层MEA材料(优选地为3层MEA材料)经过冲床以在其上形成歧管开口；用于在自动冲孔装置的冲孔处理后将3层MEA材料连续供应给自动结合装置的转台装置的起重&转盘装置；以及包括转台装置和用于热压结合处理的热压装置的自动结合装置，在该转台装置上装配有用于接收材料的接收框架，并且当其上堆叠有3层MEA材料和气体扩散层(GDL)的接收框架在转台装置旋转期间由起重&转盘装置步进传送时，执行热压结合处理。
在另一个优选实施方式中，优选的自动冲孔装置包括：用于从3层MEA材料辊分开底板并且连续供应分开的3层MEA材料的辊供应装置；适当的自动机械装置，优选为1轴自动机械装置，用于夹住从底板分开的3层MEA材料的前端和在冲孔处理和切割处理后将3层MEA传送至起重&转盘装置的转盘；和冲床，其被布置以使得由1轴自动机械装置传送的3层MEA材料经过其上压盘和下压盘，并且通过上下压盘的操作执行冲孔处理和切割处理。
在另一个优选实施方式中，辊供应装置包括：上辊，其上装配附在底板上的3层MEA材料；和下辊，其上缠绕与从上辊释放的3层MEA材料分开的底板。
在又一个优选实施方式中，自动结合装置包括：包括多个在旋转期间优选地循环移动的接收框架的转台装置；优选设置在转台装置的中部的斯卡拉(scara)自动机械，其获取GDL供应部的GDL以将GDL置于转台装置的接收框架上，并且在热压结合处理后从接收框架将完成的5层MEA材料传送到卡盘(cartridge)；和热压装置，其被布置以使得循环移动的接收框架从其经过并且将3层MEA材料与GDL在转台装置的接收框架上结合。
在又一个优选实施方式中，每次在步进地旋转转台装置时，斯卡拉自动机械连续地执行获取GDL供应部的GDL以将GDL置于空的接收框架上和接收框架上的3层MEA材料上、并且在热处理结合处理后将完成的5层MEA材料从接收框架传送到卡盘的一系列处理。
在又一优选实施方式中，多个接收框架在转台装置上以规则的间隔呈圆形地布置。
在又一优选实施方式中，多个热压装置沿接收框架的传送路径设置，使得接收框架上的材料通过转台装置的步进旋转沿其传送路径经过多个热压装置，并且因此执行多级热压处理。
可以理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车，例如载客汽车，包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车，包括各种船和艇的水运工具，飞机，等等。
本发明的上述特性和优点将从附图和以下详细说明中变得明显或在其中更详细地说明，附图结合在此说明书中并且形成此说明书的一部分，与以下详细说明一起被用作通过实施例说明本发明的原理。
附图说明
本发明的上述和其它特性将参考其某些示例性的实施方式详细说明，该实施方式由附图举例说明，下文提供的附图仅仅出于举例说明的目的，因此不是对本发明的限制，其中：
图1是示出5层MEA材料的构造的透视图。
图2是示出3层MEA材料的透视图。
图3是示出根据本发明的3层MEA材料的自动冲孔装置的示意图。
图4是示出根据本发明的MEA-GDL自动结合装置的构造的平面视图。
在附图中列出的参考数字包括对下文进一步讨论的以下元件的参考：
100：自动冲孔装置            110：辊供应装置
120：冲床                    130：1轴自动机械装置
200：起重&转盘装置           210：转盘
300：自动结合装置            301，302：GDL供应部
310：转台装置                311：接收框架
320：斯卡拉自动机械          330：热压装置
400：卡盘
应该理解的是，附图不必然呈比例，而只是代表用于说明本发明的基本原理的各种优选特征的简化表示。包括例如特定尺寸、方向、位置和形状的本文所公开的本发明的特定设计特征，将通过特定应用和使用环境被部分地确定。
在附图中，贯穿整个附图，参考数字指本发明的相同或等价部件。
具体实施方式
如本文所述，本发明的特征是用于对燃料电池的MEA材料进行冲孔和结合的设备，该设备优选包括：执行冲孔处理的冲孔装置，在冲孔处理中，连续供应的MEA材料经过冲床以在其上形成歧管开口；起重&转盘装置；以及包括转台装置和用于热压结合处理的热压装置的结合装置，在该转台装置上装配有用于接收材料的接收框架，并且当其上堆叠有MEA材料和气体扩散层(GDL)的接收框架在转台装置旋转期间由起重和转盘装置传送时，执行热压结合处理。
在本发明的特定实施方式中，MEA材料是3层MEA材料。在其它实施方式中，执行冲孔处理的冲孔装置还包括用于将冲孔的3层MEA材料切割为单个材料的切割处理。在本发明的其它实施方式中，起重和转盘装置用于在由冲孔装置执行的冲孔处理后将MEA材料连续地供应到结合装置的转台装置。在本发明的又一实施方式中，包括转台装置的结合装置还包括用于热压结合处理的热压装置，其中，当在其上堆叠有MEA材料和气体扩散层(GDL)的接收框架在转台装置旋转期间由起重和转盘装置传送时执行热压结合处理。
在本发明的特定实施方式中，冲孔装置是自动冲孔装置。在本发明的另一特定实施方式中，结合装置是自动结合装置。
在特定实施方式中，传送可为步进的处理。
本发明还可包括机动车，其包括根据本文所述的任何实施方式的用于对燃料电池的MEA材料进行冲孔和结合的设备。
此后将参照本发明的各个实施方式进行详细说明，其实施例在附图中显示并且在以下进行说明。尽管结合示例性的实施方式说明了本发明，应该理解本说明书不意在将本发明限制到那些示例性的实施方式。相反，本发明意在不仅覆盖示例性的实施方式，还覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、更改、等效物和其它实施方式。
示例性的图3是示出根据本发明的优选实施方式的3层MEA材料的自动冲孔装置的示意图，示例性的图4是示出根据本发明的某些优选实施方式的MEA-GDL自动结合装置的构造的平面视图。
在优选实施方式中，本发明提供用于对燃料电池的MEA材料自动冲孔和结合的设备，其可通过适当改进手工制造5层MEA材料的常规方法而自动并且连续对MEA材料执行冲孔处理和结合处理。
优选地，由根据本发明的优选实施方式的自动、连续冲孔和结合处理，能够适当地减少制造5层MEA材料所需的时间，以提供人力上的减少和高效生产，以使大规模生产成为可能，以改进完成的5层MEA材料的质量。
示例性的图3示出适当地执行冲孔处理的优选的自动冲孔装置100，用于在3层MEA材料5中形成歧管开口6，3层MEA材料5包括适当的电解质薄膜(例如，Nafion薄膜)、适当结合在电解质薄膜的上部和下部的阴极催化剂和阳极催化剂、以及结合在除薄膜的催化剂部分外的电解质薄膜的上和下侧的副垫圈。
如图中所示，在某些优选实施方式中，附在底板9上的3层MEA材料5由辊供应装置110连续地或大体连续地供应，因此，在优选实施方式中，附在底板9上的3层MEA材料5以辊的形式适当地制备，并且被装配在上辊111上。
因此，当具有底板9的3层MEA材料5优选地从上辊111释放时，底板9被适当地去除并且缠绕在下辊112上，并且保留下来的3层MEA材料5由导引器113引导以优选地经过冲孔冲床120的上压盘121和下压盘122之间。
根据进一步的实施方式，当自动机械装置，例如1轴自动机械装置130拉出3层MEA材料5(其前端被1轴自动机械装置130的适当的夹子131夹住)时，3层MEA材料5被适当地从底板9分开并且沿导引器113引入冲孔冲床120。
优选地，在1轴自动机械装置130的夹子131与3层MEA材料的前端的夹子114一同夹持3层MEA材料5的状态下，优选地操作冲床120，上压盘121和下压盘122分别适当地降低和抬起，以冲压3层MEA材料5，由此形成适当的歧管开口6。
因此，上和下压盘121和122同时执行将连续的3层MEA材料5切割为具有适当的预定长度的单个3层MEA的处理。在进一步的实施方式中，当上压盘121和下压盘122优选关闭时，优选地与冲孔处理同时，3层MEA材料5通过设置在上和下压盘121和122上的刀片适当地切割为适当的预定长度(例如，参照图3的切割线)。
在进一步的实施方式中，当上压盘121和下压盘122分别优选地提升和降低时，在冲孔处理后，根据进一步的实施方式打开模具并且1轴自动机械装置130适当地操作以拉动和移动3层MEA材料5，以置于起重&转盘装置200的导引器211上。
因此，置于起重&转盘装置200的导引器211上的3层MEA材料5具有由冲床120适当冲孔的歧管开口6，并且优选地其位置由导引器211和夹子212固定于起重&转盘装置200上。
在优选实施方式中，固定在起重&转盘装置200上的如此冲孔的3层MEA材料5的初始位置优选地与图4的位置A相对应。
因此，在冲孔处理期间冲孔的并且适当地固定在起重&转盘装置200上的3层MEA材料5，优选地位于图4的位置A用于热压结合处理。
根据本发明的优选实施方式，作为起重&转盘装置200，可适当地支持、提升和降低产品并且可适当地以预定角度旋转的任何起重&转盘装置均可使用。此外，由于起重&转盘装置200的构造为本领域的技术人员所熟知的装置，省略对其的详细描述。
固定在转盘210上、优选在位置A处的3层MEA材料5，在转盘210旋转180°时，由起重&转盘装置200的提升机(未示出)适当地抬起并且优选地移到位置B。因此，当起重&转盘装置200的提升机和转盘210向下移动并且夹持3层MEA材料5的夹子212适当地开启时，3层MEA材料5优选地置于自动结合装置300的转台装置310的接收框架311上(优选在位置B处)。
因此，起重&转盘装置200将由自动冲孔装置100冲孔的3层MEA材料5连续供应到自动结合装置300的转台装置310。
自动结合装置300优选包括，但并不限于：由驱动传动器(actuator)的电动机(未示出)旋转的转台装置310；适当地设置在转台装置310的中部的斯卡拉自动机械320，用于将GDL 7置于转台装置310的接收框架311上，并且将完成的5层MEA材料8(优选地经受热压处理，用于结合GDL 7)从转台装置310的接收框架311传送到外部卡盘400；和热压装置330，用于适当地结合负载于转台装置310的接收框架311上的3层MEA材料5和GDL 7。
在进一步的实施方式中，转台装置310包括多个接收框架311，其优选地以规定间隔呈圆形布置以在转台装置310的旋转期间呈圆形地移动。
优选地，作为转台装置310和斯卡拉自动机械320，能够以预定角度步进旋转产品的任何转台装置和能够在预定位置获取并移动物体的任何关节式自动机械，如本文所述在本发明中使用。这样的装置对本领域的技术人员来说是熟知的。因此，由于各装置为本领域中所熟知的装置，省略对它们的详细说明。然而，本发明的特征在于，在特定实施方式中，燃料电池的自动结合装置300优选地与斯卡拉自动机械320和热压装置330一同设置，斯卡拉自动机械320适当地布置在用于3层MEA材料和GDL的热压结合处理的转台装置310中部。
在优选实施方式中，转台装置310的旋转量和旋转角度由电动机的驱动精确地控制，并且根据本发明的其它优选实施方式，转台装置310由电动机的驱动以适当的预定角度步进地旋转，以呈圆形地移动接收框架311，在接收框架311上放置材料以使得接收框架311上的材料通过转台装置310的旋转而优选地依次经受多个处理。
在一个示例性的实施方式中，如图4中所示的实例中所显示，总共八个接收框架311以适当的规则间隔布置在转台装置310上，并且转台装置310每步旋转45°以呈圆形地移动材料。
在优选实施方式中，斯卡拉自动机械320是关节式自动机械，其优选地由适当的真空固定装置夹持来自第一GDL供应部301和第二GDL供应部302的GDL 7，并且将GDL 7置于转台装置310的位置A’和位置B处的指定接收框架311上，在热压结合处理后，由真空固定装置在位置H处夹持来自接收框架311的完成的5层MEA材料8，并且在外部卡盘400中适当地堆叠完成的5层MEA材料8。
在本发明的进一步实施方式中，多个热压装置330沿接收框架311的传送路径适当地设置。例如，总共三个热压装置330可被优选地设置在接收框架311停留的位置E、F和G处，于转台装置310的顶部。在其它进一步的实施方式中，其液压传动器在适当的高温和高压下压按转台装置310的接收框架311上装载的材料以相互间结合。
优选地，接收框架311上的材料通过转台装置310的步进旋转沿其传送路径按顺序通过多个热压装置330，并且由此执行多级热压处理。
在进一步实施方式中，本发明的特点在于自动结合装置的操作，其中适当地执行堆叠和结合处理，如本文所述。
根据特定实施方式，在本发明的自动结合装置300中，在材料适当地负载于各接收框架311上使得根据各接收框架311上的材料执行处理的状态下，转台装置310优选地步进旋转45°。
首先，斯卡拉自动机械320由真空固定来自第一GDL供应部301的GDL 7并且将GDL 7优选地置于位置A’处的接收框架311上。
接着，转台装置310适当地旋转45°并且由此将优选地在位置A’处具有GDL 7的接收框架311传送到位置B。根据进一步实施方式，优选位于位置B的接收框架311、GDL 7和3层MEA材料5被适当地传送到位置C。
在进一步相关的实施方式中，起重&转盘装置200的转盘210适当地旋转180°以将冲孔处理后(优选在位置A处)的3层MEA材料5装载在位置B处的GDL 7上。随后，起重&转盘装置200的转盘210适当地旋转180°以等待由自动冲孔装置100新近冲孔的3层MEA材料的供应。
根据其它优选实施方式，斯卡拉自动机械320通过真空固定来自第二GDL供应部302的GDL 7，并且优选将其装载在优选位于位置C处的如下材料上，该材料包括置于接收框架311上的位于底部的GDL和位于顶部的3层MEA材料。在进一步优选实施方式中，包括在底部的GDL、在中部的3层MEA材料和在顶部的GDL的五层，按顺序堆叠在优选位于位置C处的接收框架311上。
在其它进一步优选的实施方式中，斯卡拉自动机械320优选地通过真空固定来自第一GDL供应部301的GDL 7，并且将其装载在优选位于位置A’处的空接收框架311上，并且随后转台装置310再次适当地旋转45°。
随后，优选地，起重&转盘装置200的转盘210适当地旋转以将新近冲孔的3层MEA材料(优选位于位置A处)装载在位置B处的GDL上。
根据本发明的优选实施方式，与起重&转盘装置200一样，转台装置310和斯卡拉自动机械320优选依次操作，转台装置310的接收框架311适当地步进移动，以使得第一GDL供应部301的GDL被供应到优选在位置A’处的接收框架311上，冲孔处理后的3层MEA材料被适当地装载在优选位于位置B处的GDL上，并且第二GDL供应部302的GDL适当地被装载在优选位于位置C处的3层MEA材料上。
在其它优选实施方式中，冲孔处理后的3层MEA材料5从图3的自动冲孔装置100连续供应到自动结合装置300，并且在进一步相关的实施方式中，通过起重&转盘装置200供应到优选位于位置B处的接收框架311上。
根据本发明的特定实施方式，装载在优选位于位置C处的接收框架311上的5层材料，每次当转台装置310旋转45°时，适当地被步进传送到位置D、E、F、G和H，并且在特定优选的实施方式中，特别地，在位置E、F和G处，在高温和高压下适当地执行热压处理以通过相应的位置处的各热压装置330结合GDL。
根据本发明的优选实施方式，如果材料在位置C处被适当地堆叠为总共五层，则关闭盖子312用于在高温和高压下热压处理。优选地，在此状态下，位置C处的材料通过转台装置310的45°旋转被传送到位置D，并且优选地，位置D处的材料通过转台装置310的又一45°旋转传送到位置E。
在优选实施方式中，在位置E，操作热压装置330的液压传动器以在高温和高压下适当地压按材料，并且随后热压装置330优选地在位置F和G重复地按压材料。优选地，当热压处理结束时接收框架312到达位置H，盖子312适当地打开，并且随后斯卡拉自动机械320在位置H通过真空吸附获取完成的5层MEA材料8，并且适当地将其堆叠在卡盘400中。
因此，在优选实施方式中，斯卡拉自动机械320连续执行在位置E夹持完成的5层MEA材料8和将其堆叠在卡盘400中的处理，将第一GDL供应部301的GDL置于优选位于位置A′处的接收框架311上的处理，和将第二GDL供应部302的GDL装载在优选位于位置C处的接收框架311的GDL上的处理。
这样，在优选实施方式中，由于在本发明的自动结合装置300中转台装置310旋转时，八个接收框架311连续且循环地移动，接收框架311被保持在高温下，并且由此达到高温所需的时间减少。此外，由于在高温和高压下的热压处理通过转台装置310的旋转优选在位置E、F和G连续执行，热压处理所需的总体时间可被显著减少。
如本文所述，由于对MEA材料的冲孔和结合处理通过改进手工制造5层MEA材料的常规方法而自动且连续地执行，能够减少制造5层MEA材料所需的时间，提供在人力上的减少和高效的生产，使得大规模生产成为可能，并且改进了完成的5层MEA材料的质量。
常规地，工作人员手工结合5层MEA材料，并且将其直接堆积在卡盘中；然而，根据本文所述的本发明，自动机械装置优选地获取在位置H完成的5层MEA材料并且将其堆叠在卡盘中，由此能够改进精确性并且减少在卡盘中堆叠完成的材料所需的时间。
此外，在常规手工结合设备中，由于完成的5层MEA材料不在连续供应中生成，自动堆叠装置仅在必要量的5层MEA材料被收集以完成燃料电池组的制造后被操作。根据本文所述的5层MEA自动结合设备，当燃料电池组通过自动堆叠装置的操作而适当地装配时，5层MEA材料被制造并且随后堆叠在卡盘中。因此，能够减少制造燃料电池组和制造5层MEA材料所需的时间。
本发明参考其优选实施方式进行了详细地说明。然而，本领域技术人员能够理解，可以在不偏离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行改变，本发明的范围由所附的权利要求及其等价物限定。

Claims (14)

1.一种对用于燃料电池的MEA材料自动冲孔和结合的设备，所述设备包括：
执行冲孔处理和切割处理的自动冲孔装置，在所述冲孔处理中，连续供应的3层MEA材料经过冲床以在所述3层MEA材料上形成歧管开口，所述切割处理用于将冲孔的3层MEA材料切割为单个材料；
起重&转盘装置，其用于在由所述自动冲孔装置的所述冲孔处理后将所述3层MEA材料连续供应到自动结合装置的转台装置；和
所述自动结合装置，包括其上装配有用于接收材料的接收框架的所述转台装置和用于热压结合处理的热压装置，并且当其上堆叠有所述3层MEA材料和气体扩散层(GDL)的所述接收框架在所述转台装置旋转期间由所述起重&转盘装置步进传送时，执行所述热压结合处理。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述自动冲孔装置包括：
辊供应装置，其用于从3层MEA材料辊分开底板并且连续供应分开的3层MEA材料；
1轴自动机械装置，其用于夹持从所述底板分开的所述3层MEA材料的前端，并且在所述冲孔处理和所述切割处理后将所述3层MEA传送到所述起重&转盘装置的转盘；和
冲床，其被布置使得由所述1轴自动机械装置传送的所述3层MEA材料经过其上压盘和下压盘，并且由所述上和下压盘的操作执行所述冲孔处理和所述切割处理。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述辊供应装置包括：
上辊，其上装配附在所述底板上的所述3层MEA材料；和
下辊，其上缠绕与从所述上辊释放的所述3层MEA材料分开的所述底板。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述自动结合装置包括：
所述转台装置，其包括在旋转期间循环移动的多个接收框架；
斯卡拉自动机械，其设置在所述转台装置的中部并且获取GDL供应部的GDL以将所述GDL置于所述转台装置的所述接收框架上，并且在所述热压结合处理后将完成的5层MEA材料从所述接收框架传送到卡盘；和
所述热压装置，其被布置以使得循环移动的所述接收框架从其经过并且将所述3层MEA材料与所述GDL在所述转台装置的所述接收框架上热压结合。
5.如权利要求4所述的设备，其中每次在所述转台装置步进旋转时，所述斯卡拉自动机械连续执行获取所述GDL供应部的GDL以将所述GDL置于空的接收框架和所述接收框架上的所述3层MEA材料上、以及在所述热压结合处理后将完成的5层MEA材料从所述接收框架传送到所述卡盘的一系列处理。
6.如权利要求4所述的设备，其中所述多个接收框架在所述转台装置上以规定的间隔成圆形地布置。
7.如权利要求6所述的设备，其中多个所述热压装置沿所述接收框架的传送路径设置，使得所述接收框架上的材料通过所述转台装置的步进旋转沿其所述传送路径经过所述多个热压装置，并且由此执行多级热压处理。
8.一种对用于燃料电池的MEA材料冲孔和结合的设备，所述设备包括：
执行冲孔处理的冲孔装置，其中连续供应的MEA材料经过冲床以在所述MEA材料上形成歧管开口；
起重和转盘装置；和
结合装置，包括其上装配有用于接收材料的接收框架的转台装置和用于热压结合处理的热压装置，并且当其上堆叠有所述MEA材料和气体扩散层(GDL)的所述接收框架在所述转台装置旋转期间由所述起重和转盘装置步进传送时，执行所述热压结合处理。
9.如权利要求8所述的对用于燃料电池的MEA材料冲孔和结合的设备，其中所述MEA材料是3层MEA材料。
10.如权利要求8所述的对用于燃料电池的MEA材料冲孔和结合的设备，其中执行冲孔处理的所述冲孔装置进一步包括用于将冲孔的3层MEA材料切割成单个材料的切割处理。
11.如权利要求8所述的对用于燃料电池的MEA材料冲孔和结合的设备，其中所述起重和转盘装置被用于在所述冲孔装置的所述冲孔处理后向结合装置的转台装置连续供应所述MEA材料。
12.如权利要求8所述的对用于燃料电池的MEA材料冲孔和结合的设备，其中包括所述转台装置的所述结合装置进一步包括用于热压结合处理的热压装置，其中当其上堆叠有所述MEA材料和气体扩散层(GDL)的所述接收框架在所述转台装置旋转期间由所述起重和转盘装置传送时，执行所述热压结合处理。
13.一种机动车，其包括如权利要求1所述的对用于燃料电池的MEA材料自动冲孔和结合的设备。
14.一种机动车，其包括如权利要求8所述的对用于燃料电池的MEA材料冲孔和结合的设备。
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