CN101640274B - 制作燃料电池膜电极合模时的排气方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制作燃料电池膜电极合模时的排气方法，其包括精密压机和PLC合模控制系统，本方法首先将膜电极材料置于精密压机的上、下模之间，设定PLC合模控制系统的合模时间为1至5秒，合模后精密压机的上、下模自动开模，并设定开模间距≤2毫米，并设定PLC合模控制系统循环执行合模1至9次。本发明改变现有技术中精密压机对膜电极一次缓速合模的方法，设定PLC合模控制系统的合模时间和合模次数，使膜电极在合模的间隔时间段内将质子交换膜中的水气充分排出，最大限度减少合模后膜电极内的水分含量，从而提高燃料电池膜电极的质量，延长了膜电极的使用寿命。

Description

制作燃料电池膜电极合模时的排气方法
技术领域
本发明涉及一种燃料电池膜电极在制作过程中合模时的排气方法。
背景技术
通常燃料电池的膜电极由三层材料通过精密压机合模制作而成。其中间层为浸在去离子水中的质子交换膜，上下两层为碳纸；上下两层的碳纸上涂有不等比例的PTFE、碳粉、Pt/C催化剂、Nafion四种干燥涂层。将涂有干燥涂层的上下两层碳纸与中间层的质子交换膜在设定的压力、温度、时间条件下通过精密压机一次合模而成，即成了燃料电池中最核心的部件膜电极。
现有技术中在采用精密压机进行膜电极合模时，由于质子交换膜是从去离子水中取出，精密压机一次缓速合模不能在合模过程中将质子交换膜内的水蒸气充分排出，合模后的膜电极还残留少量水气，严重影响了膜电极的质量，膜电极在安装至燃料电池上使用时，由于水气的存在，膜电极通电后极易被残留的水汽击穿；由此膜电极中残留的水汽轻则影响膜电极的使用寿命，严重的可直接将膜电极全部击穿而报废。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制作燃料电池膜电极合模时的排气方法，使用本方法在膜电极合模时能最大限度排除质子交换膜内的水分，从而提高燃料电池膜电极的质量，延长了膜电极的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明制作燃料电池膜电极合模时的排气方法，包括精密压机和PLC合模控制系统，本方法包括如下步骤：
步骤一、放置膜电极材料于所述精密压机的上、下模之间；
步骤二、设定所述PLC合模控制系统的合模时间为1至5秒，合模后所述精密压机的上、下模自动开模，并设定所述PLC合模控制系统上、下模开模的间距≤2毫米；
步骤三、设定所述PLC合模控制系统循环执行步骤二1至9次、且不为1次。
作为最佳的实施方法，所述PLC合模控制系统的合模时间设定为3秒；设定所述PLC合模控制系统循环执行步骤二5次。
由于本发明制作燃料电池膜电极合模时的排气方法采用了上述技术方案，即设定PLC合模控制系统的合模时间和合模次数，使膜电极在合模的间隔时间段内将质子交换膜中的水气充分排出，最大限度减少合模后膜电极内的水分含量，从而提高燃料电池膜电极的质量，延长了膜电极的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明制作燃料电池膜电极合模时的排气方法合模示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明制作燃料电池膜电极合模时的排气方法，包括精密压机1和PLC合模控制系统2，本方法包括如下步骤：
步骤一、放置膜电极材料5于所述精密压机1的上模3和下模4之间；
步骤二、设定所述PLC合模控制系统2的合模时间为1至5秒，合模后所述精密压机1的上模3和下模4自动开模，并设定所述PLC合模控制系统2上模3和下模4开模的间距≤2毫米；
步骤三、设定所述PLC合模控制系统2循环执行步骤二1至9次、且不为1次。
作为最佳的实施方法，所述PLC合模控制系统2的合模时间设定为3秒；设定所述PLC合模控制系统2循环执行步骤二5次。实验表明该最佳实施方法制作的膜电极残留水分极少，避免了由于膜电极内残留水分而导致的击穿，完全达到了膜电极的质量要求。
本方法的原理就是通过对膜电极数次的热挤压和放松，使膜电极各层间的水蒸气充分排出，以避免膜电极各层间的各种化学成分受到水蒸气的冲击。
本发明改变了现有技术中精密压机对膜电极一次缓速合模的方法，设定PLC合模控制系统的合模时间和合模次数，使膜电极在合模的间隔时间段内将质子交换膜中的水气充分排出，最大限度减少合模后膜电极内的水分含量。通过本方法制作的膜电极，消除了膜电极各层材料因内含水气而受击穿的可能，从而极大地提高了膜电极的功率性能，同时也延长了膜电极的寿命，提高了膜电极的质量。

Claims (3)

1.一种制作燃料电池膜电极合模时的排气方法，包括精密压机和PLC合模控制系统，其特征在于：本方法包括如下步骤，
步骤一、放置膜电极材料于所述精密压机的上、下模之间；
步骤二、设定所述PLC合模控制系统的合模时间为1至5秒，合模后所述精密压机的上、下模自动开模，并设定所述PLC合模控制系统上、下模开模的间距≤2毫米；
步骤三、设定所述PLC合模控制系统循环执行步骤二1至9次、且不为1次。
2.根据权利要求1所述的制作燃料电池膜电极合模时的排气方法，其特征在于：所述PLC合模控制系统的合模时间设定为3秒。
3.根据权利要求1所述的制作燃料电池膜电极合模时的排气方法，其特征在于：设定所述PLC合模控制系统循环执行步骤二5次。
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