CN106505212A - 用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，该热处理设备用于对包括电解质膜和连续粘附到电解质膜的两个表面上的电极催化剂层的膜电极组件片材进行热处理，用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备包括：i)进给辊，其沿预定输送路径进给膜电极组件片材；以及ii)热压机，其分别设置在输送路径的上侧和下侧上，安装成在竖直方向上可往复移动，并且在预定温度下压制膜电极组件片材的上表面和下表面的电极催化剂层的部分。

Description

用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备

技术领域

本发明总体涉及一种用于燃料电池的膜电极组件(MEA：membrane-electrode assembly)的制造系统，并且具体地涉及一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，该热处理设备用于热处理膜电极组件。

背景技术

如本领域中已知的，燃料电池通过氢和氧的电化学反应产生电力。燃料电池的特征在于，由于从外部供应的化学反应物而无需单独的充电过程正在不断发展。

燃料电池可通过在其两侧设置分离器(例如，隔板或双极板)配置，其中膜电极组件(MEA)置于其两侧之间。

基于氢离子移动的电解质膜，膜电极组件在其两侧形成阳极层和阴极层作为电极催化剂层。此外，膜电极组件包括保护电极催化剂层和膜并且固定燃料电池的组件的辅助垫圈。

根据制造如上所述的膜电极组件的方法，通过释放以卷形式(rollform)卷绕的膜，释放通过连续涂覆电极催化剂层制成的以卷形式卷绕的离型膜，并且使电解质膜和离型膜穿过辊式压机，使得电极催化剂层在高温和高压下粘附在膜的两个表面上来制造电极膜片材。

此外，通过释放以卷形式卷起的辅助垫圈以便定位在电极膜片材的两个表面上，并且使辅助垫圈穿过热辊使得辅助垫圈粘附到电极膜片材的边缘，制造膜电极组件片材。

在执行了这些上述过程之后，以卷形式卷绕的膜电极组件片材允许被释放，并且切割成包括电极催化剂层的单元形式，从而完成膜电极组件的制造。

然而，由于电极催化剂层的连续粘附过程可能被执行，并且在通过如上所述的以辊压方式将电极催化剂层粘附在电解质膜的两个表面上来制造电极膜片材的过程中，过程速率是快的，因而容易实现批量生产，但电极催化剂层和电解质膜的界面粘附力是不够的。

通常，在膜电极组件中，当电极催化剂层和电解质膜之间的边界部分的粘附得到改善时，性能和耐久性变得优异。然而，当由于电极催化剂层和电解质膜之间的界面粘附力是不够的，在电极催化剂层和电解质膜之间的边界部分发生分离时，膜电极组件的性能和耐久性可降低。

在本背景技术部分公开的以上信息仅为了加强对本发明的背景技术的理解，并且因此其可包含不形成该国家本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，该热处理设备具有通过热压过程在高温下压制并热处理膜电极组件片材的优点。

此外，本发明致力于提供一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，该热处理设备能够防止由于热压过程中的热量所致的膜电极组件片材的收缩和螺旋形变形。

本发明的示例性实施例提供一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，该热处理设备用于热处理包括电解质膜和连续粘附到电解质膜的两个表面上的电极催化剂层的膜电极组件片材，用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备包括：i)进给辊，其沿预定输送路径进给膜电极组件片材；以及ii)热压机，其分别设置在输送路径的上侧和下侧上，安装成在竖直方向上可往复移动，并且在预定温度下压制膜电极组件片材的上表面和下表面的电极催化剂层的部分。

进给辊可通过进给突起联接到在膜电极组件片材中形成的进给孔。

进给突起可以在进给辊的两侧以与进给孔相同的间距突出，并且可以装配到进给孔中，从而对应于在膜电极组件片材的两个边缘部分处在输送方向上以预定距离彼此间隔开的进给孔。

热压机可包括移动框架，该移动框架设置成在膜电极组件片材的上表面和下表面上相对，并且安装成在竖直方向上可往复移动，以及至少一个热板，该热板在膜电极组件片材的输送方向上以预定间隔安装在移动框架处，并且压制膜电极组件片材的上表面和下表面的电极催化剂层的部分。

移动框架可安装成与用于朝向膜电极组件片材的上表面和下表面往复地移动所述移动框架的压缸连接。

进给辊可旋转地安装到膜电极组件片材进入上热压机和下热压机之间的一侧。

进给突起在进给辊的两个外周表面上形成为半球形状。

本发明的另一个实施例提供一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，该热处理设备用于热处理包括电解质膜和连续粘附到电解质膜的两个表面上的电极催化剂层的膜电极组件片材，用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备包括：i)进给辊，其沿预定输送路径进给膜电极组件片材；ii)热压机，其分别设置在输送路径的上侧和下侧上，安装成在竖直方向上可往复移动，并且在预定温度下压制膜电极组件片材的上表面和下表面的电极催化剂层的部分；以及iii)至少一个进给夹持器，其安装到夹持框架以在膜电极组件片材的输送方向上可往复移动，并且在膜电极组件片材的输送方向上对两个边缘部分执行夹持。

用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备包括安装到夹持框架的夹持器移动单元，使得进给夹持器在膜电极组件片材的输送方向上往复移动。

夹持器移动单元可包括安装在夹持框架中的伺服电动机、安装成与伺服电动机连接的导螺杆、联接到进给夹持器并且与导螺杆接合的移动块以及导块，该导块安装成固定到夹持框架，并且与移动块联接以在膜电极组件片材的输送方向上可滑动地移动。

进给夹持器可包括固定到移动块的固定夹持杆以及可移动夹持杆，该可移动夹持杆安装到移动块以在对应于固定夹持杆的方向的竖直方向上可往复移动。

移动块可安装有夹持缸，该夹持缸在垂直于可移动夹持杆的方向的方向上施加正向和反向操作力。

本发明的又一个实施例提供一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，该热处理设备用于热处理包括电解质膜和连续粘附到电解质膜的两个表面上的电极催化剂层的膜电极组件片材，用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备包括：i)进给辊，其沿预定输送路径进给膜电极组件片材；ii)热压机，其分别设置在输送路径的上侧和下侧上在竖直方向上可往复移动，并且在预定温度下热压膜电极组件片材的上表面和下表面的电极催化剂层的部分；以及iii)至少一个进给夹持器，其安装到夹持框架以在膜电极组件的输送方向上可往复移动，并且在膜电极组件片材的输送方向上对两个边缘部分执行夹持，进给辊通过进给突起联接到在膜电极组件片材中形成的进给孔。

进给突起可以在进给辊的两侧以与进给孔相同的间距突出，并且可以装配到进给孔中，从而对应于在膜电极组件片材的两个边缘部分处在输送方向上以预定距离彼此间隔开的进给孔。

热压机可包括移动框架，该移动框架设置成在膜电极组件片材的上表面和下表面上相对，并且在竖直方向上可往复移动，以及至少一个热板，该热板在膜电极组件片材的输送方向上以预定间隔安装在移动框架处，并且压制膜电极组件片材的上表面和下表面的电极催化剂层的部分。

移动框架可与用于朝向膜电极组件片材的上表面和下表面往复地移动所述移动框架的压缸连接。

夹持框架可安装有用于在膜电极组件片材的输送方向上往复移动进给夹持器的夹持器移动单元。

夹持器移动单元可包括安装成固定到夹持框架的伺服电动机、安装成与伺服电动机连接的导螺杆、联接到进给夹持器并且与导螺杆接合的移动块以及导块，该导块安装成固定到夹持框架，并且与移动块联接以在膜电极组件片材的输送方向上可滑动地移动。

进给夹持器可包括固定到移动块的固定夹持杆；可移动夹持杆，该可移动夹持杆安装到移动块以在对应于固定夹持杆的方向的竖直方向上可往复移动，以及夹持缸，该夹持缸安装在移动块中，并且在垂直于可移动夹持杆的方向上施加正向和反向操作力。

在本发明的示例性实施例中，膜电极组件片材可以以热压方式进行热处理，从而在高温下压制膜电极组件片材，以改善膜电极组件片材的电解质膜和电极层的界面粘附力并且防止电解质膜和电极催化剂层之间的边界部分的分离，从而增加膜电极组件的性能和耐久性并且保证其批量生产。

在本发明的示例性实施例，因为由于热压过程中的热量所致的膜电极组件片材的收缩和螺旋形变形可通过进给辊和进给夹持器防止，所以可提高膜电极组件的产品质量和产量。

附图说明

本发明的示例性实施例参照附图描述，并且因此本发明的精神不限于附图。

图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的示意图。

图2是示意性地示出由根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备制造的膜电极组件的示意图。

图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的透视图。

图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的前示意图。

图5是示出施加到根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的进给辊的透视图。

图6是示意性地示出施加到根据本发明的示意性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的夹持器移动单元的视图。

图7(a)和图7(b)是示意性地示出施加到根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的进给夹持器的视图。

图8至图10是示出根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的操作的视图。

具体实施方式

下文中将参照示出了本发明的示例性实施例的附图更全面地描述本发明。本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同方式修改所描述的实施例。

为了明显地描述本发明，与描述不相关的部分将省略，并且贯穿本说明书，相似部件将由相同附图标记表示。

由于为了便于说明，相应部件的尺寸和厚度在附图中任意地示出，因而本发明不限于附图所示的内容。此外，为了明显地表示若干部分和区域，厚度被放大。

此外，在以下描述中，术语“第一”、“第二”等将用于使具有相同名称的部件彼此区分开，并且将不必限于其顺序。

贯穿本说明书，除非明确说明相反情况，否则单词“包括(comprise)”和变型诸如“包括(comprises)”或“包含(comprising)”将被理解成暗示包括所述元件但不排除任何其他元件。

进一步地，在本说明书中描述的术语诸如“……单元”、“……装置”、“……部分”、“……构件”等指示执行至少一个功能和操作的综合配置的单元。

图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的示意图。

参照图1，根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备100可应用到自动化系统，以用于自动和连续地制造燃料电池堆的单元燃料电池的部件。

此外，自动化系统被布置成制造膜电极组件1，其中电极催化剂层5分别在电解质膜3的两个表面上形成，并且辅助垫圈7在电极催化剂层5中的每一个的边缘处形成，如图2所示。

自动化系统可自动实施膜电极组件1的整个制造过程，即从粘附制成卷形式的膜电极组件片材101到切割膜电极组件片材101。

例如，通过释放以卷形式卷绕的电解质膜3，释放通过连续涂覆电极催化剂层5制作的以卷形式卷绕的离型膜，并且使电解质膜3和离型膜穿过辊式压机，使得电极催化剂层5在高温和高压下粘附在电解质膜3的两个表面上，自动化系统可制造电极膜片材6。

通过释放以卷形式卷起的辅助垫圈7以便定位在电极膜片材6的两个表面上，使辅助垫圈穿过热辊使得辅助垫圈7粘附到电极膜片材6的边缘，自动化系统可制造膜电极组件片材101。

此外，通过释放以卷形式卷绕的膜电极组件片材101并且将膜电极组件片材101切割成包括电极催化剂层5的单元形式，自动化系统可制造最终膜电极组件1。

根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备100具有这样的结构，其中通过在高温下热压膜电极组件片材101来热处理膜电极组件片材101。

即，通过改善膜电极组件片材101的电解质膜3和电极催化剂层5的界面粘附力并且防止电解质膜3和电极层5之间的边界部分的分离，根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备100改善膜电极组件1的性能和耐久性，并且保证批量生产。

根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备100可以在自动化系统中制造膜电极组件片材101的过程和切割膜电极组件片材101的过程之间配置。

此外，根据本发明的示例性实施例，提供了用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备100，该热处理设备100能够防止由于热压过程中的热所致的膜电极组件片材101的收缩和螺旋形变形。螺旋形变形是指膜电极组件片材101以波形图案在宽度方向上起皱的变形。

同时，例如，膜电极组件片材101以卷形式卷绕在片材拆卷机辊(sheet unwinder roller)12上，从片材拆卷机辊102释放，供应到根据本发明的示例性实施例的热处理设备100，并且通过热处理设备100以热压方式进行热处理，然后重新卷绕在片材重卷机辊103。

进一步地，在本发明的示例性实施例中，用于保护膜电极组件片材101的保护膜104供应到热处理设备100，其中保护膜104以卷形式卷绕膜拆卷机辊105，从膜拆卷机辊105释放，供应到热处理设备100，并且重新卷绕膜重卷机辊106。

作为替代形式，本发明不限于在释放以卷形式卷绕的膜电极组件片材101时将膜电极组件片材供应到热处理设备100，还包括在展开片材的状态下将膜电极组件片材101供应到热处理设备100。

作为另一个替代形式，施加到本发明的示例性实施例的膜电极组件片材101在长度方向上的两个边缘处具有在长度方向上以预定间隔(间距)间隔开的进给孔(feeding holes)101a。

图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的透视图，并且图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的前示意图。

参照图3和图4连同图1，根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备100基本上包括进给辊10、热压机30和进给夹持器70。

每个构成元件被配置在如上所述的自动化系统的基架201中，使得基架201在竖直方向上竖立并支撑每个构成元件，并且可以分成一个或两个或更多个部分的框架配置。

基架201可包括支撑热处理设备100的各种附件元件，诸如支架、杆、道(road)、板、外壳、壳体、块等。

然而，由于提供这些各种附件元件用于将待在下文描述的热处理设备100的构成元件安装在基架201中，因而除了特殊情况，附件元件统称为基架201。

在本发明的示例性实施例中，提供进给辊10以沿预定输送路径进给(feed)从片材拆卷机辊102释放的膜电极组件片材101。在此，输送路径是定位在待在下文描述的上热压机30和下热压机30之间的路径。

进给辊10是将膜电极组件片材101引到输送路径的辊，并且可旋转地安装到下热压机30。进给辊10可旋转地安装到膜电极组件片材101进入上热压机30和下热压机30之间的一侧，该一侧例如可旋转地安装在下热压机30中。

进给辊10在通过从片材拆卷机辊102释放的膜电极组件片材101旋转时可将膜电极组件片材101进给到上热压机30和下热压机30之间。

进给辊10通过待在下文描述的进给突起11联接到在膜电极组件片材101中形成的进给孔101a，并且将膜电极组件片材101进给到上热压机30和下热压机30之间。

具体地，进给辊10具有装配到进给孔101a中的进给突起11，进给孔101a在膜电极组件片材101的输送方向上在膜电极组件片材101的两个边缘部分处以预定间隔来间隔开，并且沿如图5所示的输送路径输送膜电极组件片材101。

进给突起11对应于膜电极组件片材101的进给孔101a，并且在进给辊10的两个外周表面上形成。进给突起11在圆周方向上在进给辊10的两个外周表面上以与膜电极组件片材101的进给孔101a相同的间距彼此间隔开。

在此，进给突起11在圆周方向上在进给辊10的两个外周表面上形成为半球形状。

参照图3和图4连同图1，在本发明的示例性实施例中，热压机30在预定温度下压制通过进给辊10输送的膜电极组件片材101的上表面和下表面上的电极催化剂层5的部分(如图1中的虚线区域所示)。

热压机30分别设置在通过进给辊10输送的膜电极组件片材101的输送路径的上侧和下侧上，并且安装成相对于膜电极组件片材101的上表面和下表面在竖直方向上往复移动。

例如，热压机30可被配置在提供在上述基架201中的图1的压机框架301中。在上侧和下侧的热压机30包括移动框架31和热板41。

移动框架31分别设置成在沿输送路径通过进给辊10传输的膜电极组件片材101的上表面和下表面上相对，并且安装成在压机框架301中在竖直方向上往复移动。

热板401是通过预定热源例如加热装置(诸如热射线、加热器棒等)加热到预定温度的板，并且热压膜电极组件片材101的上表面和下表面的电极催化剂层5的部分。

当在沿输送路径通过进给辊10传输的膜电极组件片材101的上表面和下表面上相对时，热板41安装在移动框架31处。多个热板41在膜电极组件片材101的输送方向上以预定间隔安装在移动框架31上。例如，三个热板41可分别在上侧和下侧安装在移动框架31上。

进一步地，移动框架31安装成与压缸51连接，从而朝向膜电极组件片材101的上表面和下表面竖直地且往复地移动。

压缸51分别设置在压机框架301的上侧和下侧，并且安装成在上侧和下侧连接到移动框架31。压缸51可通过液压压力或气动压力操作。

参照图3和图4连同图1，在本发明的示例性实施例中，进给夹持器70对在通过进给辊10在上热压机30和下热压机30之间传输的膜电极组件片材101的两个边缘部分执行夹持。

进给夹持器70根据膜电极组件片材101的输送方向对两个边缘部分执行夹持，即，除了膜电极组件片材101的上表面和下表面的电极催化剂层5的部分以外的部分。

进给夹持器70成一对提供，并且例如安装成在与上热压机30和下热压机30分开的夹持框架79处在膜电极组件片材101的输送方向上可往复移动。

即，当通过进给辊10在上热压机30和下热压机30之间输送膜电极组件片材101时，进给夹持器70可对膜电极组件片材101的两个边缘部分执行夹持，其与膜电极组件片材101的输送速度同步，并且可以连同膜电极组件片材101一起移动。

进一步地，当通过上热压机30和下热压机30热压膜电极组件片材101时，进给夹持器70可在释放对膜电极组件片材101的夹持的状态下在与膜电极组件片材101的输送方向相对的方向上移动。

如上所述的进给夹持器70的配置将参照图7在下文更详细地描述。

在本发明的示例性实施例中，夹持框架79安装有在膜电极组件片材101的输送方向上往复移动进给夹持器70的夹持器移动单元90。

图6是示意性地示出施加到根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的夹持器移动单元。

参照图6，根据示例性实施例的夹持器移动单元90包括伺服电动机91、导螺杆(lead screw)93、移动块95和导块(guide block)97。

伺服电动机91通过固定块92固定到夹持框架79。导螺杆93连接到伺服电动机91的驱动轴。

移动块95联接到进给夹持器70并且与导螺杆93接合。导块97固定到夹持框架79。导块97与移动块95联接，以在膜电极组件片材101的输送方向上和与所述输送方向相对的方向上往复和可滑动地移动。

因此，在本发明的示例性实施例中，当通过伺服电动机91在正向上旋转导螺杆93时，移动块95可以沿导块97在膜电极组件片材101的输送方向上可滑动地移动。

进一步地，在本发明的示例性实施例中，当通过伺服电动机91在反向上旋转导螺杆93时，移动块95可以沿导块97在与膜电极组件片材101的输送方向相对的方向上可滑动地移动。

同时，进给夹持器70可对膜电极组件片材101的两个边缘部分执行夹持，或者可以释放对膜电极组件片材101的两个边缘部分的夹持，如图7(a)和图7(b)所示。为此，根据本发明的示例性实施例，进给夹持器70包括固定夹持杆71、可移动夹持杆73和夹持缸75。

固定夹持杆71支撑膜电极组件片材101的两个边缘部分的上表面，并且安装成固定到夹持器移动单元90的移动块95。

可移动夹持杆73支撑膜电极组件片材101的两个边缘部分的下表面，并且安装到移动块95以对应于固定夹持杆71，在竖直方向上可往复移动。在此，固定夹持杆71可通过导轨74联接到移动块95以在竖直方向上可往复移动。

此外，夹持缸75在垂直于可移动夹持杆73方向的方向上施加正向和反向操作力，并且可固定到移动块95，并且可通过液压压力或气动压力操作。

因此，当可移动夹持杆73随着夹持缸75正向操作而在上侧方向上移动时，进给夹持器70可通过可移动夹持杆73和固定夹持杆71对膜电极组件片材101的两个边缘部分执行夹持(图7(a))。

进一步地，当可移动夹持杆73随着夹持缸75反向操作而在下侧方向上移动时，进给夹持器70可释放对膜电极组件片材101的两个边缘部分的夹持(图7(b))。

在下文中，根据本发明的示例中实施例的如上配置的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的操作将参照以上公开的图和附图进行详细描述。

图8至图10是示出根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备的操作的视图。

首先，参照图8，在本发明的示例性实施例中，通过释放以卷形式卷绕片材拆卷机辊102的膜电极组件片材101，膜电极组件片材101在上热压机30和下热压机30之间输送。

在此，上热压机30和下热压机30具有通过压缸51在远离彼此的方向上(竖直方向)移动的状态，其中膜电极组件片材101置于上热压机30和下热压机30之间。此外，热压机30的热板41具有通过热源被加热到预定温度的状态。

同时，进给辊10当通过从片材拆卷机辊102释放的膜电极组件片材101旋转时将膜电极组件片材101进给到上热压机30和下热压机30之间。

当进给突起11装配在膜电极组件片材101的进给孔101a中时，进给辊10可将膜电极组件片材101进给到上热压机30和下热压机30之间。

因此，在本发明的示例性实施例中，膜电极组件片材101的进给能够通过对进给辊10和膜电极组件片材101的同步控制来更准确地控制。

进一步地，在本发明的示例性实施例中，进给辊10的进给突起11装配到膜电极组件片材101的进给孔101a中，以在宽度方向上支撑并进给膜电极组件片材101，从而防止由于从热板41产生的热量所致的膜电极组件片材101在宽度方向上的螺旋形变形。

在该过程中，根据本发明的示例性实施例，进给夹持器70通过夹持缸75对膜电极组件片材101的两个边缘部分执行夹持，通过夹持器移动单元90使膜电极组件片材101的输送速度(进给速度)同步，并且在膜电极组件片材101的输送方向上移动。

当可移动夹持杆73随着夹持缸75正向操作而在上侧方向上移动时，进给夹持器70可通过可移动夹持杆73和固定夹持杆71对膜电极组件片材101的两个边缘部分执行夹持(图7(a))。

此外，在夹持器移动单元90中，当通过伺服电动机91在正向上旋转导螺杆93时，移动块95可沿导块97在膜电极组件片材101的输送方向上可滑动地移动，并且进给辊70可在膜电极组件片材101的输送方向上移动。

因此，在本发明的示例性实施例中，通过经进给辊70对膜电极组件片材101的两个边缘部分执行夹持，可防止由于从热板41产生的热量所致的膜电极组件片材101的收缩变形。

在本发明的示例性实施例中，如图9所示，当膜电极组件片材101进入如上所述的上热压机30和下热压机30之间时，热压机30通过压缸51朝向膜电极组件片材101的上表面和下表面移动。

然后，热压机30的热板41热压膜电极组件片材101的上表面和下表面的电极催化剂层5的部分。

在该过程中，进给夹持器70通过夹持缸75释放对膜电极组件片材101的两个边缘部分的夹持，并且通过夹持器移动单元90在与膜电极组件片材101的输送方向相对的方向上移动。

在此，当可移动夹持杆73随着夹持缸75反向操作而在下侧方向上移动时，进给夹持器70可释放对膜电极组件片材101的两个边缘部分的夹持(图7(b))。

此外，在夹持器移动单元90中，当通过伺服电动机91在反向上移动导螺杆93时，移动块95可以沿导块97在与膜电极组件片材101的输送方向相对的方向上可滑动地移动，并且进给夹持器70可在与膜电极组件片材101的输送方向相对的方向上移动。

在本发明的示例性实施例，如图10所示，在膜电极组件片材101的电极催化剂层5的部分通过如上所述的热压机30热压的状态下，上热压机30和下热压机30可以压缸51在远离彼此的方向上移动。

因此，在本发明的示例性实施例中，膜电极组件片材101可以通过重复如上所述的一系列过程经热压机30热处理。

利用如目前所述的根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备100，膜电极组件片材101可以以热压方式进行热处理，从而在高温下压制膜电极组件片材101。

因此，在本发明的示例性实施例中，通过改善膜电极组件片材101的电解质膜3和电极层5的界面粘附力并且防止电解质膜3和电极催化剂层5之间的边界部分的分离，膜电极组件1的性能和耐久性可以增加，并且可保证其批量生产。

进一步地，根据本发明的示例性实施例，因为由于热压过程中的热量所致的膜电极组件片材101的收缩和螺旋形变形可通过进给辊10和进给夹持器70防止，所以可提高膜电极组件1的产品质量和产量。

虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施例描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，其旨在涵盖被包括在随附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (16)

1.一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，所述热处理设备用于对包括电解质膜和连续粘附到所述电解质膜的两个表面上的电极催化剂层的膜电极组件片材进行热处理，所述热处理设备包括：

进给辊，沿预定输送路径进给所述膜电极组件片材；以及

热压机，分别设置在所述输送路径的上侧和下侧，安装成在竖直方向上可往复移动，并且在预定温度下热压所述膜电极组件片材的上表面和下表面的所述电极催化剂层的部分，

所述进给辊通过进给突起联接到在所述膜电极组件片材中形成的进给孔。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述进给突起在所述进给辊的两侧以与所述进给孔相同的间距突出，并且对应于在所述膜电极组件片材的两个边缘部分处在输送方向上以预定距离彼此间隔开的所述进给孔，装配到所述进给孔中。

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

热压机包括：

移动框架，设置成在所述膜电极组件片材的上表面和下表面上彼此相对，并且在竖直方向上可往复移动，以及

至少一个热板，在所述膜电极组件片材的所述输送方向上以预定间隔安装在所述移动框架上，并且压制所述膜电极组件片材的上表面和下表面的所述电极催化剂层的部分，并且

所述移动框架安装成与用于朝向所述膜电极组件片材的上表面和下表面往复地移动所述移动框架的压缸连接。

4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述进给辊可旋转地安装到所述膜电极组件片材进入上热压机和下热压机之间的一侧。

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述进给突起在所述进给辊的两个外周表面上形成为呈半球形状的突起。

6.一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，所述热处理设备用于对包括电解质膜和连续粘附到所述电解质膜的两个表面上的电极催化剂层的膜电极组件片材进行热处理，用于燃料电池的膜电极组件的所述热处理设备包括：

进给辊，沿预定输送路径进给所述膜电极组件片材；

热压机，分别设置在所述输送路径的上侧和下侧，安装成在竖直方向上可往复移动，并且在预定温度下热压所述膜电极组件片材的上表面和下表面的所述电极催化剂层的部分；以及

至少一个进给夹持器，安装到夹持框架以在所述膜电极组件片材的输送方向上可往复移动，并且在所述膜电极组件片材的输送方向上对两个边缘部分执行夹持。

7.根据权利要求6所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，还包括：

安装到所述夹持框架的夹持器移动单元，使得所述进给夹持器在所述膜电极组件片材的所述输送方向上往复移动。

8.根据权利要求7所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述夹持器移动单元包括：

安装在所述夹持框架中的伺服电动机；

安装成与所述伺服电动机连接的导螺杆；

联接到所述进给夹持器并且与所述导螺杆接合的移动块；以及

导块，安装成固定到所述夹持框架，并且与所述移动块联接以在所述膜电极组件片材的输送方向上可滑动地移动。

9.根据权利要求8所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述进给夹持器包括

固定到所述移动块的固定夹持杆，以及

可移动夹持杆，所述可移动夹持杆安装到所述移动块以对应于所述固定夹持杆，可在竖直方向上往复移动。

10.根据权利要求9所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述移动块可安装有夹持缸，所述夹持缸在垂直于所述可移动夹持杆的方向上施加正向和反向操作力。

11.一种用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，所述热处理设备用于对包括电解质膜和连续粘附到所述电解质膜的两个表面上的电极催化剂层的膜电极组件片材进行热处理，用于燃料电池的膜电极组件的所述热处理设备包括：

进给辊，沿预定输送路径进给所述膜电极组件片材；

热压机，分别设置在所述输送路径的上侧和下侧，在竖直方向上可往复移动，并且在预定温度下热压所述膜电极组件片材的上表面和下表面的所述电极催化剂层的部分；以及

至少一个进给夹持器，安装到夹持框架以在所述膜电极组件片材的输送方向上可往复移动，并且在所述膜电极组件片材的所述输送方向上对两个边缘部分执行夹持，并且

所述进给辊通过进给突起联接到形成在所述膜电极组件片材中的进给孔。

12.根据权利要求11所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述进给突起在所述进给辊的两侧以与所述进给孔相同的间距突出，并且对应于在所述膜电极组件片材的两个边缘部分处在输送方向上以预定距离彼此间隔开的所述进给孔，装配到所述进给孔中。

13.根据权利要求11所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

热压机包括：

移动框架，设置成在所述膜电极组件片材的上表面和下表面上彼此相对，并且在竖直方向上可往复移动，以及

至少一个热板，在所述膜电极组件片材的所述输送方向上以预定间隔安装在所述移动框架上，并且压制所述膜电极组件片材的上表面和下表面的所述电极催化剂层的部分，以及

所述移动框架安装成与用于朝向所述膜电极组件片材的所述上表面和下表面往复地移动所述移动框架的压缸连接。

14.根据权利要求13所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述夹持框架可安装有用于在所述膜电极组件片材的所述输送方向上往复移动所述进给夹持器的夹持器移动单元。

15.根据权利要求14所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述夹持器移动单元包括：

固定到所述夹持框架的伺服电动机；

安装成与所述伺服电动机连接的导螺杆；

联接到所述进给夹持器并且与所述导螺杆接合的移动块；以及

导块，安装成固定到所述夹持框架，并且与所述移动块联接以在所述膜电极组件片材的输送方向上可滑动地移动。

16.根据权利要求15所述的用于燃料电池的膜电极组件的热处理设备，其中：

所述进给夹持器包括：

安装成固定到所述移动块的固定夹持杆；

可移动夹持杆，安装到所述移动块以对应于所述固定夹持杆，可在竖直方向上往复移动；以及

夹持缸，安装在所述移动块中，并且在垂直于所述可移动夹持杆的方向上施加正向和反向操作力。