CN108453962A - 一种用于燃料电池密封件的成型装置及成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于燃料电池密封件的成型装置及成型方法，装置包括极板夹具、设置在极板夹具上并与极板夹具相适配的模具固定框、设置在模具固定框底部并与极板夹具相适配的密封件模具以及设置在模具固定框内的紫外光发生机构；成型时，分别将极板、紫外固化胶置于极板夹具、密封件模具内，之后将模具固定框倒扣在极板夹具上，启动紫外光发生机构，使紫外固化胶发生固化形成弹性体密封件。与现有技术相比，本发明利用紫外固化胶在紫外光的照射下能够快速固化的性能，将传统的热固化胶替换为紫外固化胶，制备密封件，并直接将密封件成型在极板上，不仅具有良好的密封性能，且不会对MEA、极板产生不利影响，安全可靠。

Description

一种用于燃料电池密封件的成型装置及成型方法
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，涉及一种用于燃料电池密封件的成型装置及成型方法。
背景技术
在燃料电池的电堆中，为了防止内部的冷却液、氢气、空气的泄漏，需要对双极板与MEA(膜电极组件)之间进行密封，常用的密封材料为弹性体密封件，通常由热固化胶制成。弹性体密封件一般可分为独立成型密封件、极板与密封件复合成型密封件以及MEA与密封件复合成型密封件三种形式，其中，对于独立成型密封件，由于密封件的形状复杂、厚度较薄而且硬度较低，在使用时，很难将密封件准确快速地放入双极板沟槽内，而且在组装过程中密封件极易脱落，造成组装效率低下；对于极板与密封件复合成型密封件，由于石墨极板易碎，热固化胶的成型时间较长，因此对复合成型模具的要求很高，成品率低；对于MEA与密封件复合成型密封件，由于MEA容易收缩，因此对温度、湿度的要求很高，且同样存在成型时间较长的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于燃料电池密封件的成型装置及成型方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于燃料电池密封件的成型装置，该装置包括极板夹具、设置在极板夹具上并与极板夹具相适配的模具固定框、设置在模具固定框底部并与极板夹具相适配的密封件模具以及设置在模具固定框内的紫外光发生机构，分别将极板、紫外固化胶置于极板夹具、密封件模具内，所述的紫外光发生机构将紫外固化胶成型在极板上。
进一步地，所述的极板夹具上开设有与极板相适配的极板定位槽。将极板置于极板定位槽内，便于极板与紫外固化胶的对正。
进一步地，所述的极板定位槽的深度大于极板的高度，所述的密封件模具的底部插设在极板定位槽内。利用密封件模具的底部与极板定位槽的配合，能够将模具固定框快速定位在极板夹具上。
进一步地，所述的模具固定框的底部开设有与密封件模具相适配的密封件模具定位槽。密封件模具固定安装在密封件模具定位槽内，且密封件模具的底部外露出密封件模具定位槽。
进一步地，所述的密封件模具的底部设有密封件模腔。密封件模腔便于紫外固化胶的注入以及极板上的沟槽与紫外固化胶的对正。
进一步地，所述的紫外光发生机构包括开设在模具固定框内的紫外光源安装室以及设置在紫外光源安装室内的紫外光源。利用紫外光源(UV光源)照射紫外固化胶，使紫外固化胶快速固化成型，将紫外固化胶制成弹性体密封件。
进一步地，所述的紫外光源位于密封件模具的上方。密封件模具与模具固定框一起将紫外光源围在中间，对紫外光源进行保护。
进一步地，所述的密封件模具为透明密封件模具。密封件模具为透明材质，便于密封件模具上方的紫外光源透过密封件模具照射在紫外固化胶上。
作为优选的技术方案，所述的模具固定框及极板夹具的材质均为金属，所述的密封件模具的材质为塑料。
一种基于用于燃料电池密封件的成型装置的成型方法，该方法为：将模具固定框从极板夹具上取下，分别将极板、紫外固化胶置于极板夹具、密封件模具内，之后将模具固定框倒扣在极板夹具上，启动紫外光发生机构，使紫外固化胶发生固化形成弹性体密封件，并成型在极板上。
作为优选的技术方案，利用点胶设备，采用点胶的方式将膏状紫外固化胶注入密封件模具的模腔内。
作为优选的技术方案，将紫外固化胶注入密封件模具的模腔内之前，向模腔表面喷涂一层脱模剂。脱模剂能够避免紫外固化胶成型后与塑料密封件模具粘附在一起而难以脱模。
作为优选的技术方案，所述的固化过程的时间为5-10s。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)利用紫外固化胶(UV光固化胶)在紫外光的照射下能够快速固化的性能，将传统的热固化胶替换为紫外固化胶，制备密封件，并直接将密封件成型在极板上，不仅具有良好的密封性能，且不会对MEA、极板产生不利影响，安全可靠；
2)紫外固化胶无需加热，只需紫外光照射5-10s即可固化成型，远低于热固化橡胶3-5min的成型时间，大大缩短了密封件的制备时间，解决了现有燃料电池密封件因采用液态橡胶注射或独立密封件贴装成型所存在的效率低及安装困难等问题，安全高效；
3)极板与密封件复合成型，省去了密封件的安装时间，避免了密封件安装错位、漏装的问题，同时密封件与极板之间一体固化减少了所需的密封面，且装置简单，省去了复杂的液态橡胶注射机组及液态橡胶模具的费用，降低了成本。
附图说明
图1为本发明中成型装置在使用状态下的结构示意图；
图2为本发明中紫外光发生机构的结构示意图；
图中标记说明：
1—极板夹具、2—模具固定框、3—密封件模具、4—极板、5—紫外固化胶、6—紫外光源安装室、7—紫外光源、8—密封件模腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例：
如图1所示的一种用于燃料电池密封件的成型装置，该装置包括极板夹具1、设置在极板夹具1上并与极板夹具1相适配的模具固定框2、设置在模具固定框2底部并与极板夹具1相适配的密封件模具3以及设置在模具固定框2内的紫外光发生机构，分别将极板4、紫外固化胶5置于极板夹具1、密封件模具3内，紫外光发生机构将紫外固化胶5成型在极板4上。
其中，极板夹具1上开设有与极板4相适配的极板定位槽。极板定位槽的深度大于极板4的高度，密封件模具3的底部插设在极板定位槽内。模具固定框2的底部开设有与密封件模具3相适配的密封件模具定位槽。密封件模具3的底部设有密封件模腔8。
如图2所示，紫外光发生机构包括开设在模具固定框2内的紫外光源安装室6以及设置在紫外光源安装室6内的紫外光源7。紫外光源7位于密封件模具3的上方。密封件模具3为透明密封件模具。
基于该成型装置的成型方法为：将模具固定框2从极板夹具1上取下，分别将极板4、紫外固化胶5置于极板夹具1、密封件模具3内，之后将模具固定框2倒扣在极板夹具1上，启动紫外光发生机构，使紫外固化胶5发生固化形成弹性体密封件，并成型在极板4上。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于燃料电池密封件的成型装置，其特征在于，该装置包括极板夹具(1)、设置在极板夹具(1)上并与极板夹具(1)相适配的模具固定框(2)、设置在模具固定框(2)底部并与极板夹具(1)相适配的密封件模具(3)以及设置在模具固定框(2)内的紫外光发生机构，分别将极板(4)、紫外固化胶(5)置于极板夹具(1)、密封件模具(3)内，所述的紫外光发生机构将紫外固化胶(5)成型在极板(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池密封件的成型装置，其特征在于，所述的极板夹具(1)上开设有与极板(4)相适配的极板定位槽。
3.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池密封件的成型装置，其特征在于，所述的极板定位槽的深度大于极板(4)的高度，所述的密封件模具(3)的底部插设在极板定位槽内。
4.根据权利要求3所述的一种用于燃料电池密封件的成型装置，其特征在于，所述的模具固定框(2)的底部开设有与密封件模具(3)相适配的密封件模具定位槽。
5.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池密封件的成型装置，其特征在于，所述的密封件模具(3)的底部设有密封件模腔(8)。
6.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池密封件的成型装置，其特征在于，所述的紫外光发生机构包括开设在模具固定框(2)内的紫外光源安装室(6)以及设置在紫外光源安装室(6)内的紫外光源(7)。
7.根据权利要求6所述的一种用于燃料电池密封件的成型装置，其特征在于，所述的紫外光源(7)位于密封件模具(3)的上方。
8.根据权利要求7所述的一种用于燃料电池密封件的成型装置，其特征在于，所述的密封件模具(3)为透明密封件模具。
9.一种基于如权利要求1至8任一项所述的用于燃料电池密封件的成型装置的成型方法，其特征在于，该方法为：将模具固定框(2)从极板夹具(1)上取下，分别将极板(4)、紫外固化胶(5)置于极板夹具(1)、密封件模具(3)内，之后将模具固定框(2)倒扣在极板夹具(1)上，启动紫外光发生机构，使紫外固化胶(5)发生固化形成弹性体密封件，并成型在极板(4)上。
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