CN109768290A - 一种燃料电池催化剂涂覆膜制备方法和制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料电池的技术领域，公开了一种燃料电池催化剂涂覆膜制备方法和制备装置，其中，燃料电池催化剂涂覆膜制备方法包括以下步骤：对质子交换膜进行涂布A面，对转移介质膜进行涂布B面；烘干所述质子交换膜，烘干所述转移转移介质膜；收卷去除所述质子交换膜的背膜；所述转移介质膜与所述质子交换膜对齐压合；热压所述转移介质膜和所述质子交换膜，收卷转移介质膜和催化剂涂覆膜。本发明中的燃料电池催化剂涂覆膜制备方法和制备装置，能够同时进行两面涂布，并且涂布机联合热压机使用，还可以自动去除质子交换膜的背膜，具有制备效率高的特点。

Description

一种燃料电池催化剂涂覆膜制备方法和制备装置
技术领域
本发明涉及燃料电池的技术领域，尤其涉及一种燃料电池催化剂涂覆膜制备的新方法。
背景技术
市面上商业化燃料电池质子交换膜通常有两部分组成，即质子膜和保护背膜，其中保护背膜起到了保护和衬底的作用，因此质子膜部分只能单独涂布一面烘干，无法使用常见的双面涂布机，而如果撕去保护背膜，质子膜会比较柔软且容易变形，因此现有技术中只能考虑先涂布后再去掉保护背膜，导致制备效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供，旨在解决现有技术中对于质子交换膜的只能涂布一面，导致催化剂涂覆膜制备效率低的问题。
本发明是这样实现的，提供一种燃料电池催化剂涂覆膜制备方法，包括以下步骤：
对质子交换膜进行涂布A面，对转移介质膜进行涂布B面；
烘干所述质子交换膜，烘干所述转移转移介质膜；
收卷去除所述质子交换膜的背膜；
所述转移介质膜与所述质子交换膜对齐压合；
热压所述转移介质膜和所述质子交换膜，收卷转移介质膜和催化剂涂覆膜。
进一步地，检测对所述质子交换膜进行涂布A面的涂布质量、对所述转移介质膜进行涂布B面的涂布质量，根据反馈纠偏和/或调整张力。
进一步地，所述转移介质膜与所述质子交换膜对齐压合具体包括；
所述转移介质膜与所述述质子交换膜经过压辊初步压合并对齐。
本发明还提供了制备装置，包括:
用于对质子交换膜进行涂布A面的第一涂布单元、用于烘干所述质子交换膜的第一加热烘干箱、用于去除质子交换膜的背膜的背膜收卷；
用于对转移介质膜进行涂布B面的第二涂布单元、用于烘干所述转移介质膜的第二加热烘干箱；
用于将所述质子交换膜和所述转移介质膜压合制备催化剂涂覆膜的压合装置。
进一步地，所述压合装置包括热压机和用于将所述质子交换膜和所述印刷基对齐压合的压合辊。
进一步地，还包括介质收卷和涂覆膜收卷。
进一步地，还包括用于检测涂布质量的传感器。
与现有技术相比，本发明中的燃料电池催化剂涂覆膜制备方法和制备装置，能够同时进行两面涂布，并且涂布机联合热压机使用，还可以自动去除质子交换膜的背膜，具有制备效率高的特点。
附图说明
图1为本发明实施例提供制备装置的结构示意图。
图2和图3为本发明实施例的涂布效果示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。
如图1所示，一种燃料电池催化剂涂覆膜制备方法，包括以下步骤：
S01对质子交换膜1进行涂布A面，对转移介质膜2进行涂布B面，其中A面和B面是相反的两面，对于质子交换膜1和转移介质膜2的涂布操作没有前后顺序，二者可以同时进行，也可以其中任一先进行，另一后进行。
S02烘干质子交换膜11，烘干转移转移介质膜2，相似的，此二者的烘干操作亦没有前后顺序。
S03收卷去除质子交换膜1的背膜11；
S04转移介质膜2与质子交换膜1对齐压合；
S05热压转移介质膜2和质子交换膜1，制备催化剂涂覆膜31，最后分开收卷转移介质膜2和催化剂涂覆膜31。
由于本实施例中采用了两面同时涂布的方法，极大的提高了生产效率。
优选的，在制备过程中，检测对质子交换膜1进行涂布A面的涂布质量、对转移介质膜2进行涂布B面的涂布质量，根据反馈纠偏和/或调整张力。
优选的，转移介质膜2与质子交换膜1对齐压合具体包括；
转移介质膜2与述质子交换膜1经过压合辊51初步压合并对齐，然后进入热压机52进行，使得双面涂布和热压机52能够联合使用。
本实施例中还提供了制备装置，包括:第一涂布单元2a、第一加热烘干箱3a、背膜11收卷，以及第二涂布单元2b，第二加热烘干箱3b和压合装置5。其中，质子交换膜1经过第一涂布单元2a对其A面涂布，同时，转移介质膜2进入第二涂布单元2b对其B面进行涂布，二者完成后，质子交换膜1进入第一加热烘干箱3a烘干，转移介质膜2进入第二加热烘干箱3b烘干。质子交换膜1烘干完成后通过膜背膜剥离辊5a对其进行剥离背膜11，收纳至背膜收卷6a，然后将转移介质膜2和剥离背膜11后的质子交换膜1进入压合装置5，二者压合后制备出催化剂涂覆膜31。
在使用前，开启第一加热烘干箱3a和第二加热烘干箱3b使其至设定温度，将调配好的阳极浆料注入第一涂布单元2a、阴极浆料注入第二涂布单元2b，储料罐开启搅拌和冷却循环水，温度10℃左右。将质子交换膜1装配到第一放卷单元1a，转移介质膜2装配到第二放卷单元1b，调整好压合装置5的温度压力，即可开始制备。设备的关键控制步骤是涂布张力控制和涂布速度，质子交换膜1容易变形所选张力一般为0-100N，涂布速度取决于压合装置5，速度一般0-50m/min。
本实施例中的制备装置，能够两面同时对A、B两个面进行涂布，并且涂布机和压合装置5联合使用，在热压前自动剥离质子交换膜1的背膜11，具有工作效率高等特点。
上述的转移介质膜2可以为PET、PTFE、PE膜等。涂布单元可以为凹版、逗号、刮刀、转移等其中的一种或两种，第一涂布单元2a和第二涂布单元2b可以采用相同的涂布方式，也可以采用不同的涂布方式。
优选的，压合装置5包括热压机52和用于将质子交换膜1和转移介质膜2对齐压合的压合辊51。
制备装置还包括介质收卷7和涂覆膜收卷8，以及用于检测涂布质量的传感器4a、4b。其中转移介质收卷7将制备完成后移除催化剂涂覆膜31的转移介质膜32收卷，涂覆膜收卷8将制备完成后的催化剂涂覆膜31收卷。传感器4a、4b一旦监测到涂布质量不合格即可向涂布单元反馈，进行相应调整。其中张力控制、纠偏装置未标示出。涂布后极片可以为连续型，单/双面留边、单/双面留白等，如图2和图3所示。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种燃料电池催化剂涂覆膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对质子交换膜进行涂布A面，对转移介质膜进行涂布B面；
烘干所述质子交换膜，烘干所述转移转移介质膜；
收卷去除所述质子交换膜的背膜；
所述转移介质膜与所述质子交换膜对齐压合；
热压所述转移介质膜和所述质子交换膜，收卷转移介质膜和催化剂涂覆膜。
2.如权利要求1所述的燃料电池催化剂涂覆膜制备方法，其特征在于，检测对所述质子交换膜进行涂布A面的涂布质量、对所述转移介质膜进行涂布B面的涂布质量，根据反馈纠偏和/或调整张力。
3.如权利要求1所述的燃料电池催化剂涂覆膜制备方法，其特征在于，所述转移介质膜与所述质子交换膜对齐压合具体包括；
所述转移介质膜与所述述质子交换膜经过压辊初步压合并对齐。
4.制备装置，其特征在于，包括:
用于对质子交换膜进行涂布A面的第一涂布单元、用于烘干所述质子交换膜的第一加热烘干箱、用于去除质子交换膜的背膜的背膜收卷；
用于对转移介质膜进行涂布B面的第二涂布单元、用于烘干所述转移介质膜的第二加热烘干箱；
用于将所述质子交换膜和所述转移介质膜压合制备催化剂涂覆膜的压合装置。
5.如权利要求4所述的制备装置，其特征在于，所述压合装置包括热压机和用于将所述质子交换膜和所述印刷基对齐压合的压合辊。
6.如权利要求4所述的制备装置，其特征在于，还包括介质收卷和涂覆膜收卷。
7.如权利要求4所述的制备装置，其特征在于，还包括用于检测涂布质量的传感器。
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