CN110125866B - 一种装配mea的工装及使用该工装的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配MEA的工装及使用该工装的装配方法，所述工装包括底座、设有吸附台的吸附装置、压块、套设在底座外围的外框，所述底座上表面的中间向下凹陷形成贯穿的安装腔，所述吸附台安装于所述安装腔内，所述吸附台用于放置无护边框膜的CCM，所述压块放置于所述底座上方，所述压块与所述底座上表面之间形成置物区，所述外框上表面高于所述压块下底面。使用本发明的工装及使用该工装的装配方法装配MEA时，根据CCM的特性进行定位，定位准确，可以配合手动压机完成MEA的装配，无需大型设备，如热压机、辊压床等即可完成MEA的装配，适用于实验室小批量的制备MEA。

Description

一种装配MEA的工装及使用该工装的装配方法

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种装配MEA的工装及使用该工装的装配方法。

背景技术

燃料电池是一种通过电化学反应将燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料电池具有能量转化效率高、比功率和比能量高、快速启动、运行噪声低、清洁环保、方便维护及回收再利用成本低等优点,被认为是21世纪首选的清洁、高效的发电技术,在无人机、电动交通工具、便携式电源、及分散型发电站等方面具有广阔的应用前景。

燃料电池膜电极组件MEA是燃料电池的核心部件，通常结构是由质子交换膜、质子交换膜两侧的电极及上下两层气体扩散层组成的MEA成品，质子交换膜及其两侧的电极组成的CCM是燃料电池膜电极组件的核心，在整个膜电极制造工艺中，对CCM的平整度、厚度均一的要求很高，要求自始至终都是平整的，但CCM因为自身厚度只有20-60um，在空气中容易受湿度影响发生卷曲、变形、褶皱等情况，如果温度较高，膜会脱水、收缩，厚度也会变化。在装配MEA成品的过程中，需要保证CCM区域始终保持平整。在现有技术中，一般依靠工装来保证CCM区域的平整，工装通常被设计成用螺栓或定位销来定位，用上下两个平板或平整的外框来夹住中间的CCM。然而CCM很薄，且在空气中容易受湿度影响发生卷曲、变形、褶皱等情况，尺寸变化会很大，定位孔间距会偏移，靠定位孔进行定位的重复性也很差。所以很多时候会使用护边框来保证CCM的平整度。

在实验室环境下制备可组装的MEA比较困难，现有MEA制备方法有涂布-辊压方法，热压法，涂布-辊压方法属于生产线式的方法，对于实验室及小批量试制来说成本太高，工艺较难；热压法使用定位块、限高块等将扩散层和CCM、护边框放置在热压机上热压，这个方法同样需要笨重且价格较高的热压机，同时热压过后扩散层边缘并不能与护边框贴合，只能与电极区域贴合，时间长了边缘区域容易折断、破损；有的为了防治碳纸固定不牢，就直接先将扩散层与CCM热压，然后上下用护边框对压，将碳纸固定在框内，然而由于两层护边框中包夹的厚度较大，护边框内口拐角难以保证平整，有的使用胶水粘合扩散层边缘与护边框上，此方法需要使用精度较高的点胶机，在点胶过程中又需要增加CCM定位装置，增加了成本，有的干脆不用护边框材料，只将扩散层、无护边框的CCM直接热压成简易的膜电极，一般只能用于单电池测试，不能较好的组装成电池组。为了解决上述问题，现发明一种装配MEA 的工装及使用该工装的装配方法，无需如热压机等大型设备和复杂的工艺流程，配合实验室中的手动压力机即可实现小批量的可组装电池组的MEA的制备，满足实验室需求。

中国专利申请号CN201220568933.7，授权公告日为2013年05月08日，名称为“一种带有防滑缓冲垫的制备质子交换膜或膜电极用夹具”公开了一种带有防滑缓冲垫的制备质子交换膜或膜电极用夹具，包括包括上框和下框，制备质子交换膜或膜电极用的多孔薄膜或质子交换膜夹持在上框和下框之间，上框和下框是相同的四边形框，上框和下框上均匀分布有螺孔，在上框和下框之间还设有与上框和下框形状相同的防滑缓冲垫，防滑缓冲垫上有与上下框上的螺孔相对应的孔，防滑缓冲垫置于多孔薄膜或质子交换膜与上下框之间，通过螺钉将上框、下框、防滑缓冲垫和多孔薄膜或质子交换膜紧固。该发明使用螺栓定位，无法解决膜在空气中吸水卷曲、褶皱从而难以保持平整的问题，12颗螺丝拆装工作量大，反复拆装易磨损夹具。

中国专利申请号CN201210490779.0，授权公告日为2014年09月10日，名称为“燃料电池膜电极及测试样件制备夹具”，公开了一种燃料电池膜电极及测试样件制备夹具，包括上盖框、下盖框、上垫板和下垫板，上盖框和下盖框周边均匀布置有螺栓孔和定位孔，定位孔内装有定位杆，上盖框和下盖框通过螺栓拧紧，上盖框和下盖框是中部镂空的平板框架，镂空的形状和大小与制备的膜电极或测试样件活性区域相同；上垫板和下垫板与上盖框和下盖框中部镂空的形状和大小相同，上垫板和下垫板分别置于上盖框和下盖框中部镂空处，上垫板和下垫板厚度不大于上盖框和下盖框的厚度。该发明设计的热压夹具，使用螺栓定位质子交换膜及边框材料，然后放入热压机热压，膜的平整度难以保证。

中国专利申请号CN201110427036.4，授权公告日为2014年10月22日，名称为“质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法和质子交换膜燃料电池膜电极成型夹具”公开了一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法和成型夹具。制备方法为将催化剂阳极层、质子交换膜层和催化剂阴极层依次叠放于平行放置的两个平板之间；平板上设有螺孔且通过螺栓相连；设置扭矩为0.5N·m~5N·m，将两个平板进行压紧后固定相对位置；将固定后的两个平板，以及两个平板间的催化剂阳极层、质子交换膜层和催化剂阴极层在140℃~300℃加热2min~30min后取出，去除所述平板，得到质子交换膜燃料电池膜电极。该发明设计的夹具靠手工拧螺丝施压，螺丝易磨损且手工精度差。

中国专利申请号CN201310067915.X，授权公告日为2015年09月16日，名称为“用于质子交换膜燃料电池膜电极成型的夹具及质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法”，公开了一种用于质子交换膜燃料电池膜电极成型的夹具及质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，该方法将膜电极组件依次放置于夹具的第一平板和第二平板中间；将夹具的螺丝杆的扭矩设置为0.5N·m~5N·m，将紧定螺丝杆通过第一平板的螺丝孔顶紧第二平板；在140℃~250℃下加热所述夹具，2min~30min后得到质子交换膜燃料电池膜电极。该发明设计的夹具比较厚，传热困难，仍然需要靠手工拧螺丝施压，螺丝易磨损且手工精度差。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种装配MEA的工装及使用该工装的装配方法，根据CCM特性采用吸附定位，能够满足实验室使用需求的装配MEA的工装。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种装配MEA的工装，包括底座、设有吸附台的吸附装置、压块和套设在底座外侧的外框，所述底座上表面的中间向下凹陷形成贯穿的安装腔，所述吸附台安装于所述安装腔内，所述吸附台用于放置CCM，所述压块放置于所述底座上方，所述压块与所述底座上表面之间形成置物区，所述外框上表面高于所述压块下底面。

上述方案中，底座上表面的中间向下凹陷形成贯穿的安装腔，吸附装置的吸附台安装于装腔内，压块放置在底座上表面上，在压块与底座上表面之间形成置物区。在垫片上放置护边框膜，在吸附台上放置CCM，吸附装置将无护边框膜的CCM吸附在吸附台上，压块压合，压块可将护边框膜和CCM压合在一起；在置物区放置扩散层和带护边框膜的CCM并粘合，再将一面粘合有扩散层的CCM翻面，在另一面粘合扩散层，然后压紧，如此在带护边框膜的CCM的两面粘合扩散层，构成MEA，本发明的工装根据CCM和扩散层的薄膜特性进行定位，可满足MEA装配时对CCM的定位需求，可以配合手动压机完成装配，无需大型设备，如热压机、辊压床等即可完成MEA的装配，适用于实验室小批量的制备MEA。

作为优选，所述吸附装置还包括真空发生器和气管，所述吸附台与所述真空发生器通过所述气管相通，所述吸附台包括吸附面板和开口朝上的吸附腔体，所述吸附面板覆盖于所述吸附腔体的开口上，所述吸附面板与所述吸附腔体固定连接。由于吸附装置还包括真空发生器和气管，吸附台与真空发生器通过气管相通，使得吸附装置能够在吸附台上吸附薄膜，特别是CCM；吸附台包括吸附面板和开口朝上的吸附腔体，吸附面板覆盖于吸附腔体的开口上，吸附面板与吸附腔体固定连接，通过真空发生器在吸附腔体内形成负压，大气压对吸附面板及面板上的薄膜有一个向下的压力，使得薄膜紧贴吸附面板。

作为优选，所述吸附面板是多孔透气板，所述吸附面板一体成型。由于吸附面板是多孔透气板，吸附面板能够将吸附装置的吸附力分散，使得吸附装置吸附薄膜时不会在吸附孔位置形成凹坑，薄膜不会发生褶皱、蜷曲、收缩的现象，保证CCM表面平整，保证产品的质量，且吸附面板一体成型，没有连接点，不会有应力集中现象。

作为优选，所述吸附面板上表面设置有软性材料层，所述软性材料层上设有多个直径范围为0.05mm-0.4mm的小孔。由于吸附面板上表面设置有软性材料层，软性材料层表面柔软、稳定，与CCM电极浆料接触不会将电极表面划伤、不会粘附电极表面的固体物质、不会残留物质在CCM电极表面，不会因为吸力太大将CCM电极表面物质吸附脱落。

作为优选，所述底座的上表面上放置有垫片，所述垫片由软性材质制成，所述垫片平面形状与所述上表面一致，所述垫片上表面与所述吸附台上表面齐平。在底座上表面设置弹性材料制成的垫片，在压合时垫片形变能够进行缓冲，使得护边框膜压合时不会划伤受损；由于垫片上表面与吸附台上表面齐平，使得CCM装配护边框膜时可将CCM与护边框膜部分重叠，在压合后，CCM不会因为高度差而导致撕裂。

作为优选，所述吸附台下方设置有可抽离的支撑部件，用于按需垫高吸附台，使得吸附台上表面可暂时高于垫片上表面，由于护边框膜粘合侧有粘性会将CCM粘柱，在装配CCM护边框膜时，使用可抽离支撑部件将吸附CCM的吸附台垫高，使得CCM暂时高于护边框膜，使被吸附的CCM能够调整位置，在调整完CCM的位置后，将装置移至装配平台边缘，使支撑部件露出装配平台，此时可将支撑部件抽出，使得吸附平台下落，CCM与护边框膜高度一致，CCM的边缘落在护边框膜上，使在压合时不会将CCM撕裂，以保证装配时CCM能够处于合适的位置，保证装配合格率。

作为优选，所述压块平面形状与垫片一致，所述压块的压合面朝向垫片设有隆起，所述压块的压合面为两个相对设置的斜面，压合面截面呈“V”形。由于使用平面度较好的压块放置在最上层，对其施加压力会在被压的护边框膜内形成气泡，而压块的压合面朝向设有隆起，压块的压合面为两个相对设置的斜面，压合面截面呈“V”形，使得中间隆起部分先受力，将气泡向护边框膜两侧排出。

作为优选，所述外框上表面低于所述压块上表面，所述外框上表面用于对所述压块的下降限位。由于外框上表面低于压块上表面，压力机对压块施压后，在压力作用下压块被向下压，当压块上表面被压至与外框上表面高度一致时，外框与压块共同受压，由于外框无法向下压，使得压块上表面不再下降，实现对压块下降的限位，不会出现因压块下降过多而导致CCM沿吸附台边缘撕裂的现象。

作为优选，所述工装还包括扩散层边框和扩散层定位框，所述扩散层边框用于MEA的扩散层装配时支撑所述扩散层，所述扩散层定位框用于MEA的扩散层装配时定位所述扩散层。由于装配扩散层时，扩散层需要与CCM的粘合，直接粘合产品合格率低，使用扩散层定位框对扩散层进行定位，扩散层定位框内口与扩散层一致，扩散层定位框外尺寸与外框内口大小一致，在扩散层安装时有效的对扩散层进行定位，扩散层边框厚度与扩散层厚度一致，扩散层边框内口尺寸与扩散层尺寸一致，由于扩散层的尺寸与吸附平台的尺寸不同，在粘合另一面扩散层时，使用的压力会使扩散层在吸附平台边沿位置出现压痕，故在置物区放置扩散层边框，以支撑扩散层，将扩散层的受力分散到扩散层边框。

一种装配MEA 的方法，所述方法步骤如下：

步骤（a）：将所述工装放置手动压机下盘面上，将压块取出；

步骤（b）：将护边框膜放置在垫片上，将无护边框膜的CCM放置在吸附装置的吸附台上，使CCM边缘落在所述护边框膜上，开启吸附装置，设置负压为-0.01兆帕到-0.5兆帕，将另一护边框膜重叠放置在所述护边框膜上层；

步骤（c）：在上层护边框膜上放置压块，使用手动压力机对所述压块施压；

步骤（d）：关闭手动压力机，拿下所述压块，关闭所述吸附装置，放置扩散层在上层护边框膜上，粘合扩散层和上层护边框膜，构成MEA半成品；

步骤（e）：将所述压块和所述MEA半成品取出，将所述MEA半成品翻面，使四所述合一MEA有扩散层的一面朝下，另一面的护边框膜朝上，取扩散层放置到朝上的护边框膜上，粘合扩散层和护边框膜，构成MEA成品。

在此方法中，用手动压机进行装配，无需使用大型机械可适用于实验室环境，用吸附装置对CCM进行定位，CCM边缘设置护边框膜，解决膜在空气中吸水卷曲、褶皱从而难以保持平整的问题，使CCM定位准确，性能不受影响；而在护边框膜上粘贴扩散层，解决扩散层与电极区域贴合，时间长了边缘区域容易折断、破损的问题，同时使得护边框膜厚度不会太厚，保证护边框膜内口拐角的平整。

本发明的有益效果是：（1）根据CCM和扩散层的特性来进行定位，定位准确；（2）无需大型机械，可适用于实验室环境；（3）装配过程中CCM表面平整；（4）不会划伤CCM的膜电极；（5）装配时CCM位置合理，保证产品合格率；（6）护边框膜压合无气泡。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的一种底座结构示意图；

图3是本发明的一种扩散层边框结构示意图；

图4是本发明的一种吸附面板俯视图；

图5是本发明的一种放置CCM时的结构示意图；

图6是本发明的一种装配护边框膜时的结构示意图；

图7是本发明的一种装配第一面碳纤维纸时的结构示意图；

图8是本发明的一种装配第二面碳纤维纸时的结构示意图。

图中：底座1、安装腔1.1、气管通道1.2、支撑部1.3、吸附面板2.1、吸附腔体2.2、快插接口2.3、气管2.4、垫片3、压块4、外框5、扩散层边框6、扩散层定位框7、CCM8、护边框膜8.1、碳纤维纸9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

具体实施例：如图1至图3所示，本发明的一种装配MEA的工装包括底座1、吸附装置2、垫片3、压块4和外框5。吸附装置包括吸附台、真空发生器和气管2.4，气管2.4连通真空发生器与吸附台，吸附台包括吸附面板2.1和吸附腔体2.2，吸附面板2.1覆盖在吸附腔体2.2的开口上，吸附面板2.1与吸附腔体2.2固定连接。底座1上表面的中间向下凹陷形成贯穿的安装腔1.1，吸附装置的吸附台安装在安装腔1.1内，底座1上表面上平行设置有压块4，底座1上表面覆盖有垫片3，垫片3平面尺寸与底座1的上表面一致，压块4的平面尺寸与底座1上表面一致，压块4与底座1上表面之间形成置物区，置物区可放置装配MEA 的组件，外框5套设在底座1外侧，外框5上表面高于压块4下底面，外框5用于限制压块4、垫片3及置物区内组件与底座1的位移。

本实施例中，底座1呈矩形，底座1下部向外延伸出支撑部1.3，支撑部1.3为边长大于底座1的矩形，使得底座1呈侧面呈台阶状；底座1上表面中间设有一个由上表面向下贯穿底座1的矩形安装腔1.1，底座1上表面呈“回”字形，安装腔1.1内安装有与安装腔1.1尺寸一致的吸附台，吸附台包括一块吸附面板2.1和一个吸附腔体2.2，吸附腔体2.2设有一个向上的开口，吸附面板2.1覆盖在吸附腔体2.2的开口上，吸附面板2.1与吸附腔体2.2用金属AB胶水粘结，在粘结处做密封处理；在吸附腔体2.2侧面设有内螺纹与一端设有外螺纹的快插接口螺纹连接，快插接口另一端与气管2.4连接，气管2.4通到底座1外与真空发生器相连；安装腔1.1与吸附腔体2.2连接快插接头一侧贴合的内表面向外开设有气管2.4通道1.2，气管2.4通道1.2用于气管2.4通行；在底座1上表面放置有平面尺寸与底座1上表面一致的垫片3，垫片3上方放置有平面尺寸与垫片3一致的压块4，压块4与垫片3之间为置物区，置物区用于放置扩散层边框6和装配MEA 的组件，扩散层边框6平面尺寸与扩散层一致，装配时扩散层时先将扩散层边框6放入置物区，扩散层放在扩散层边框6上，用于定位和支撑扩散层；在底座1、垫片3、压块4的外侧套设有外框5，外框5平面投影呈矩形环状，外框5内表面与底座1侧面、垫片3侧面和压块4侧面贴合，外框5下表面与底座1支撑部1.3上表面贴合，外框5放置在支撑部1.3上，外框5侧面开设有供气管2.4通过的通道。

进一步的，吸附面板2.1是多孔透气板，吸附面板2.1一体成型，吸附面板2.1上设有软性材料层，吸附面板2.1可以是泡沫金属板、微孔陶瓷板或烧结泡沫金属网，软性材料层可以是碳纤维纸、无纺布、碳纤维布等软性多孔材料，吸附面板2.1微孔孔径范围为0.1mm-1mm，本实施例优选用孔径为0.8mm 的陶瓷板和微孔孔径为0.3mm的碳纤维纸的组合；吸附装置吸附CCM时不会在吸附孔位置形成凹坑，CCM不会发生褶皱、蜷曲、收缩的现象，保证CCM表面平整，保证产品的质量，且吸附面板2.1一体成型，没有连接点，不会有应力集中现象，软性材料层表面柔软、稳定，与CCM电极浆料接触不会将电极表面划伤、不会粘附电极表面的固体物质、不会残留物质在CCM电极表面，不会因为吸力太大将CCM电极表面物质吸附脱落。

进一步的，吸附台下方设有可抽离支撑部1.3件，使得吸附台上表面可暂时高于垫片3上表面，底座1下方设有抽口，用于将支撑部1.3件抽离由于护边框膜内侧有粘性会将CCM粘柱，在装配CCM护边框膜时，使用可抽离支撑部1.3件将吸附CCM的吸附台垫高，使得CCM暂时高于护边框膜，使被吸附的CCM能够调整位置，在调整完CCM的位置后将支撑部1.3件抽离，使得吸附平台下落，使CCM的边缘落在护边框膜上，以保证装配时CCM能够处于合适的位置，保证装配合格率。在本实施例中，支撑部1.3件是皮垫，皮垫高3mm。

进一步的，外框5上表面低于压块4上表面，由于外框5上表面低于压块4上表面，压力机对压块4施压后，在压力作用下压块4被向下压，当压块4上表面被压至与外框5上表面高度一致时，外框5与压块4共同受压，由于外框5无法向下压，使得压块4上表面不再下降，实现对压块4下降的限位。在本实施例中，压块4上表面高出外框5上表面1-1.5mm，本实施例优选为1mm确保放置在垫片3上的护边框膜的左右两边都受到压块4和垫片3的挤压，同时外框5上表面作为压块4的下降限位，真好使得压块4的内边缘与CCM所在高度相近，不会出现因为压块4下降过多而导致CCM沿吸附台边缘撕裂的现象。

进一步的，压块4平面形状与垫片3一致，压块4的压合面朝向垫片3设有隆起，压块4的压合面为两个相对设置的斜面，压合面截面呈“V”形；在本实施例中，垫片3材料为橡胶，橡胶垫片3可以存在一定的弹性形变，因此在压块4的压合面朝向设有隆起，压合面中间高出边缘范围为1mm-1.5mm，本实施例优选为1mm，压块4的压合面为两个相对设置的斜面，压合面截面呈“V”形，由于使用平面度较好的压块4放置在最上层，对其施加压力会在被压合的护边框膜内形成气泡，影响产品的后续使用，将压块4的压合面设计成中间隆起，中间高出边缘1mm，在压合时，使得中间隆起部分先受力，将护边框膜内气泡向两侧排出，而1mm的隆起高度也不会超出橡胶垫片3的形变量。

进一步的，如图4、图7和图8所示本发明的一种装配MEA的工装还包括扩散层边框6和扩散层定位框，扩散层边框6用于装配时支撑MEA的扩散层，扩散层定位框用于装配时定位MEA的扩散层。本实施例中，扩散层边框6平面形状与垫片3相同，呈“回”字形，内开口大小与扩散层一致，扩散层边框6厚度与扩散层相同，扩散层边框6放置于置物区内时，开口落在吸附台上方；扩散层是有一定厚度的，在装配MEA的扩散层时，要对扩散层进行压紧，使粘贴牢固，由于吸附台的存在，扩散层压紧时会与吸附台挤压，从而导致扩散层中间被压扁，影响扩散层性能，使用扩散层边框6，将扩散层嵌入在扩散层边框6内，扩散层被支撑于扩散层边框内口中，粘合时使扩散层边框受力；在装配MEA时先将扩散层定位框放入置物区内，调整至合适位置后，放置扩散层至扩散层定位框内，再将扩散层与带护边框膜的CCM粘合，这样可以使得扩散层粘合时位置不会发生位移、偏差现象，使装配的MEA效果好。

在本实施例中，使用本发明所述工装对MEA进行装配时，使用的护边框膜为耐高温膜和胶水的组合，耐高温膜为PI膜、PET膜、PEN膜、PTFE膜、PE膜、特氟龙布等材料，胶水为亚克力胶水、压敏有机硅胶、热熔胶、丙烯酸胶等材料，扩散层可以是边缘设有超薄双面胶带的碳纤维无纺布、边缘涂有粘合胶水的碳纤维纸、边缘涂有粘合胶水的碳纤维无纺布，碳纤维纸和碳纤维无纺布也可以替换为石墨烯多孔膜、多孔金属毡、多孔金属网、泡沫金属薄片等，在本实施例中使用的扩散层为边缘设有超薄双面胶带的碳纤维纸，碳纤维纸的尺寸与扩散层定位框的内口尺寸相同，超薄双面胶带厚度范围为2-10um，本实施例优选为5um，基材为超薄PET膜，两面涂胶水，上下各一层离型膜，一层为重离型膜，一层为轻离型膜；胶带的宽度范围为1-5mm ，本实施例优选为3mm，胶带的内口尺寸大于护边框膜的内口尺寸，外尺寸等于扩散层定位框的内口尺寸，这样超薄双面胶带正好固定在扩散层定位框内。

本发明的一种装配MEA 的方法主要步骤如下：

将本发明的一种装配MEA的工装放置手动压机下盘面上，将压块4取出；将皮垫放置在吸附台下，垫高吸附台，将护边框膜放置在垫片3上，胶水面朝上，将无护边框膜的CCM放置在吸附台上，调整CCM的位置，将所述工装移至手动压机下盘面边缘，抽离皮垫，使CCM边缘落在所述护边框膜上，开启吸附装置，设置负压为-0.01兆帕到-0.5兆帕，取另一护边框膜，将其胶水面朝向CCM，将两块护边框膜重叠粘合；在上层护边框膜上放置压块4，使用手动压力机对所述压块4施压；关闭手动压力机，拿下所述压块4，关闭所述吸附装置，将扩散层边框6放置于上层护边框膜上，将边缘带有超薄双面胶的扩散层双面胶朝向护边框膜，将扩散层放置在扩散层定位框中，粘合扩散层和护边框膜，构成MEA半成品；将压块4和MEA半成品取出，放置扩散层边框6在垫片3上，将MEA半成品翻面，使MEA半成品粘有扩散层的一面朝下，将其嵌入所述扩散层边框6内口中，在护边框膜上放置所述扩散层定位框，将边缘带有超薄双面胶的扩散层放置在扩散层定位框中，双面胶朝向上层护边框膜，粘合扩散层和护边框膜，构成MEA成品。

具体的，粘合碳纤维纸与护边框膜过程为：先揭掉超薄双面胶带的轻离型膜，胶层朝下放置在扩散层定位框内，用力压超薄双面胶，使其粘合到护边框膜上，移走扩散层定位框，用手术刀轻轻挑起重离型膜并撕掉，再次将扩散层定位框放置在置物区内，碳纤维纸放置在扩散层定位框内，碳纤维纸的尺寸与扩散层定位框的内口尺寸相同，全部放入后，使用载玻片沿着扩散层定位框内口边缘用力压合碳纤维纸，使其与超薄双面胶充分粘合。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种装配MEA的工装，包括底座、设有吸附台的吸附装置、压块和套设在底座外围的外框，其特征是，所述底座上表面的中间向下凹陷形成贯穿的安装腔，所述吸附台安装于所述安装腔内，所述吸附台用于放置CCM，所述压块放置于所述底座上方，所述压块与所述底座上表面之间形成置物区，所述外框上表面高于所述压块下底面；

所述吸附装置还包括真空发生器和气管，所述吸附台与所述真空发生器通过所述气管相通，所述吸附台包括吸附面板和开口朝上的吸附腔体，所述吸附面板覆盖于所述吸附腔体的开口上，所述吸附面板与所述吸附腔体固定连接；

所述吸附面板是多孔透气板，所述吸附面板一体成型；

所述吸附面板上表面设置有软性材料层，所述软性材料层上设有多个直径范围为0.05mm-0.4mm的小孔；

所述底座的上表面上放置有垫片，所述垫片平面形状与所述底座的上表面一致，所述垫片上表面与所述吸附台上表面齐平，所述垫片由弹性材质制成；

所述压块平面形状与垫片一致，所述压块的下底面朝向垫片设有隆起，所述压块下底面截面呈“V”形；

所述外框上表面低于所述压块上表面，所述外框上表面用于对所述压块的下降限；

所述工装还包括扩散层边框和扩散层定位框，所述扩散层边框用于MEA的扩散层装配时支撑所述扩散层，所述扩散层定位框用于MEA的扩散层装配时定位所述扩散层；

一种装配MEA 的操作步骤如下：

步骤（a）：将所述工装放置手动压机下盘面上，将压块取出；

步骤（b）：将护边框膜放置在垫片上，将无护边框膜的CCM放置在吸附台上，使CCM边缘落在所述护边框膜上，开启吸附装置，设置负压为-0.01兆帕到-0.5兆帕，将另一护边框膜重叠放置在所述护边框膜上层；

步骤（c）：在上层护边框膜上放置压块，使用手动压力机对所述压块施压；

步骤（d）：关闭手动压力机，拿下所述压块，关闭所述吸附装置，放置扩散层在上层护边框膜上，粘合扩散层和上层护边框膜，构成MEA半成品；

步骤（e）：将所述压块和所述MEA半成品取出，将所述MEA半成品翻面，使所述MEA半成品有扩散层的一面朝下，另一面的护边框膜朝上，取扩散层放置到朝上的护边框膜上，粘合扩散层和护边框膜，构成MEA成品。

2.根据权利要求1所述的一种装配MEA的工装，其特征是，所述吸附台下方设置有可抽离的支撑部件，用于按需垫高吸附台。

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