CN111048810B - 一种燃料电池膜电极的生产方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种燃料电池膜电极的生产方法，属于膜电极生产技术领域。膜电极的生产方法包括：将膜组件的第一表面固定在第一边框上。将膜组件的第二表面固定在第二边框上。将第一扩散层固定在第一边框的背离膜组件的一侧。将第二扩散层固定在第二边框的背离3CCM的一侧。其中，在固定膜组件、第一扩散层和第二扩散层时，均在同一对位基准下进行。此膜电极的生产方法在将膜组件、第一扩散层和第二扩散层固定在第一边框和第二边框上的时候，均在同一对位基准下进行定位安装，可以增加膜电极的对位精度，提高生产效率。

Description

一种燃料电池膜电极的生产方法

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池膜电极的生产方法。

背景技术

由于燃料电池具有方便、清洁、高效、环保等优越条件，随着行业的不断发展和壮大，对膜电极的质量要求越来越高，产量需求越来越大，这就对膜电极的制造工艺和方法提出了更高的要求，而目前的生产工艺还存在很多不足之处。

现有技术中，燃料电池膜电极的制备可以是通过人工进行对位，先人工对位将3CCM(中间为质子交换膜，质子交换膜的两表面均形成有催化剂层)中质子交换膜的第一表面粘贴在第一边框上，然后人工对位将3CCM中质子交换膜的第二表面粘贴在第二边框上；然后人工对位将第一扩散层(第一GDL片材)粘贴在第一边框的远离3CCM的一侧，然后人工对位将第二扩散层(第二GDL片材)粘贴在第二边框的远离3CCM的一侧。最后人工对位再进行冲孔形成功能孔(例如：燃料气体孔、氧化气体孔和冷却剂孔)。

由于每次安装的时候都要通过人眼进行对位，对位基准不统一，存在对位精度不良的技术问题。对位精度不良的膜电极，在后续进行电堆组装时，会严重影响MEA的发电性能和电堆的使用寿命。

发明内容

本申请的目的在于提供一种燃料电池膜电极的生产方法，膜电极在生成过程中对位基准统一，对位精度高。

本申请实施例提供一种燃料电池膜电极的生产方法，包括：将膜组件的第一表面固定在第一边框上。将膜组件的第二表面固定在第二边框上。将第一扩散层固定在第一边框的背离膜组件的一侧。将第二扩散层固定在第二边框的背离膜组件的一侧。其中，在固定膜组件、第一扩散层和第二扩散层时，均在同一对位基准下进行。

由于在膜电极生产过程中，每一步骤均在同一对位基准下进行，对位精度高，基准统一，对每个生产工序都采用同一标准，能够保证±0.1mm的对位精度，比传统方法±0.5mm的对位精度有很大的提高，减小了膜电极的露黑(露催化剂层)、露白(露质子交换膜)的可能性，提高了膜电极的发电性能。

在一种可能的实施方式中，同一对位基准为第一边框，生产方法包括：先将膜组件与第一边框对位，并将膜组件的第一表面固定在第一边框上。再将第二边框与第一边框对位，并将膜组件的第二表面固定在第二边框上。然后将第一扩散层与第一边框对位，将第一扩散层固定在第一边框的背离膜组件的一侧。然后将第二扩散层与第一边框对位，将第二扩散层固定在第二边框的背离膜组件的一侧。

使用第一边框作为同一对位基准，在生产膜电极的每一工序中，都与第一边框进行对位，不需要更换对位基准，达到实现同一对位基准的目的。

在一种可能的实施方式中，在第一边框和第二边框上预先形成定位基准孔，在固定膜组件的边框夹具平台上设置有与定位基准孔对应的第一定位件。将膜组件与第一边框对位的步骤包括：将膜组件与第一定位件对位，并将第一边框的定位基准孔套设于第一定位件。将第二边框与第一边框对位的步骤包括：通过将第二边框的定位基准孔与第一边框的定位基准孔均套设于第一定位件。

由于膜组件与第一边框之间通过第一定位件对位，由于第一边框的定位基准孔套设于第一定位件，第二边框的定位基准孔也套设于第一定位件，第一边框和第二边框之间也通过第一定位件对位，通过第一定位件与定位基准孔的配合作用，所以，在将膜组件固定在第一边框和第二边框之间时，均通过同一对位基准下进行，对位精度高。

在一种可能的实施方式中，将膜组件与第一定位件对位的步骤包括：将膜组件吸附在真空吸附平台的表面，然后移动真空吸附平台使膜组件与第一定位件对位。

由于在移动真空吸附平台的时候，真空吸附平台上的膜组件的对位基准为第一定位件，第一边框与膜组件的第一表面固定时的对位基准也为同一第一定位件，所以，在移动膜组件的时候，也与其他工序在同一对位基准上，对位精度高。

在一种可能的实施方式中，在固定第一扩散层和第二扩散层的扩散层夹具平台上设置有与定位基准孔对应的第二定位件。将第一扩散层与第一边框对位的步骤包括：将第二边框的定位基准孔与第一边框的定位基准孔同时套设于第二定位件，然后使第一扩散层与第一边框对位。将第二扩散层与第一边框对位的步骤包括：将第二边框的定位基准孔与第一边框的定位基准孔同时套设于第二定位件，然后使第二扩散层与第一边框对位。

由于在将第一扩散层与第一边框对位以及第二扩散层与第二边框对位时，均通过第二定位件与定位基准孔的配合作用实现，所以，在安装第一扩散层和第二扩散层的对位基准一致。由于在安装膜组件时，通过第一定位件与定位基准孔的配合作用实现，且安装扩散层时的定位基准孔与安装膜组件时的定位基准孔一致，所以，能够实现同一对位基准，对位精度高。

在一种可能的实施方式中，生产方法包括：将第一边框的定位基准孔套设于第一定位件上，并使膜组件的第一表面固定在第一边框上。将第一边框翻面并使第一边框的定位基准孔继续套设于第一定位件。将第二边框的定位基准孔套设于第一定位件，并使膜组件的第二表面固定在第二边框上。将第一边框的定位基准孔和第二边框的定位基准孔同时套设于第二定位件，并将第一扩散层固定在第一边框的远离膜组件的一侧。将第一边框和第二边框翻面，并使第一边框的定位基准孔和第二边框的定位基准孔同时套设于第二定位件。将第二扩散层固定在第二边框的远离膜组件的一侧。

在安装膜组件的时候，第一边框的定位基准孔和第二边框的定位基准孔均套设于第一定位件，由于在将第一边框与膜组件的第一表面固定、将第一边框翻面以及将第二边框与膜组件的第二表面固定时，均套在同一边框夹具平台的第一定位件上，说明上述三个步骤的对位基准均一致。在固定第一扩散层，将第一边框和第二边框翻面、以及固定第二扩散层的时候，均套设于同一扩散层夹具平台的第二定位件，说明这三个步骤的对位基准也一致。由于套在第一定位件上的定位基准孔与套在第二定位件上的定位基准孔为同一定位基准孔，所以，整个生产过程的对位基准为同一对位基准，从而可以使对位精度更高。

在一种可能的实施方式中，在使第二扩散层与膜组件中的第二催化剂层对应之后，生产方法还包括：在第一边框和第二边框上形成功能孔，其中，功能孔包括燃料气体孔、氧化气体孔和冷却剂孔中的至少一种。在形成功能孔时使用的对位基准与固定膜组件时使用的对位基准为同一对位基准。

在形成功能孔的时候，与固定膜组件、第一扩散层和第二扩散层时均在同一基准下进行，使得到的膜电极的精度更高，发电性能更好。

在一种可能的实施方式中，同一对位基准为第一边框，在第一边框和第二边框上形成功能孔的步骤包括：将形成功能孔的刀模与第一边框对位，然后通过刀模在第一边框和第二边框上形成功能孔。

由于刀模与第一边框对位，所以，形成功能孔的对位基准也是第一边框，可以使制备膜电极的各个工序在同一对位基准下进行，对位精度高。

在一种可能的实施方式中，在第一边框和第二边框上预先形成定位基准孔，在切削平台上设置有与定位基准孔对应的第三定位件。将形成功能孔的刀模与第一边框对位的步骤包括：通过将第二边框的定位基准孔与第一边框的定位基准孔同时套设于第三定位件。

在使用刀模进行切削的时候，第一边框和第二边框的定位基准孔套在第三定位件上，由于套在第三定位件上的定位基准孔与套在第二定位件上的定位基准孔为同一定位基准孔，所以，切削的对位基准与安装固定的对位基准为同一对位基准，从而可以使膜电极的对位精度更高。

在一种可能的实施方式中，定位基准孔为功能孔；其中，功能孔包括燃料气体孔、氧化气体孔和冷却剂孔中的至少一种。

直接使用功能孔作为定位基准孔，不仅可以在同一对位基准下进行膜电极的制备，还可以将功能孔与定位基准孔合二为一，可以节省材料和工序。

本申请实施例提供的燃料电池膜电极的生产方法的有益效果包括：

由于在膜电极生产过程中，安装固定膜组件、第一扩散层和第二扩散层时均在同一对位基准下进行，对位精度高，能够保证±0.1mm的对位精度，比传统方法±0.5mm的对位精度有很大的提高，减小了膜电极的露黑(露催化剂层)、露白(露质子交换膜)的可能性，提高了膜电极的发电性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例提供的生产方法经过步骤S10以后的第一边框的平面结构示意图以及剖视图；

图2为本申请实施例提供的膜组件的平面结构示意图；

图3为本申请实施例提供的生产方法的步骤S210的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的生产方法的步骤S240的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的生产方法的经过步骤S20以后得到的产品撕去托底膜和部分边框膜的平面结构示意图及剖视图；

图6为本申请实施例提供的生产方法的步骤S310的平面结构示意图及剖面图；

图7为本申请实施例提供的生产方法的经过步骤S30的以后得到的产品的时候平面结构示意图及剖面图；

图8为本申请实施例提供的生产方法的步骤S40的平面结构示意图及剖面图；

图9为本申请实施例提供的生产方法的经过步骤S40以后得到的产品的平面结构示意图。

图标：10-第一边框；11-保护膜；12-边框膜；13-托底膜；14-催化剂区域；15-夹持区域；16-安装区域；17-定位区域；171-定位基准孔；20-第二边框；30-膜组件；31-质子交换膜；32-第一催化剂层；40-边框夹具平台；41-真空吸附平台；42-第一定位件；43-CCD检测装置；50-扩散层夹具平台；51-第二定位件；52-靠板；53-第一扩散层；54-第二扩散层；60-切削平台；61-第三定位件；62-功能孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请实施例提供一种燃料电池膜电极的生产方法，生产膜电极的各工艺步骤均在同一对位基准下进行，可以提高对位精度，使每个生产工序都采用同一标准。

本申请实施例中，同一对位基准可以是第一边框，为了实现同一对位基准，可以每次均对位第一边框的边缘，也可以在第一边框上预先形成定位基准孔，通过定位基准孔以及安装平台上的定位件实现同一定位基准。下面以在第一边框和第二边框形成定位基准孔来实现同一对位基准为例进行说明。

本申请实施例中，膜组件可以是3CCM，在质子交换膜的两表面形成催化剂层，也可以是质子交换膜，催化剂层设置在扩散层上，本申请实施例不做限定。下面以膜组件为3CCM为例进行说明。燃料电池膜电极的生产方法，包括如下步骤：

S10，图1为本实施例提供的生产方法经过步骤S10以后的第一边框10的平面结构示意图以及剖视图。请参阅图1，在第一边框10和第二边框(图1未示出)上形成定位基准孔171，第一边框10上形成定位基准孔171和第二边框上形成定位基准孔171一一对应。以便后续通过定位基准孔171实现同一对位基准的目的，进行膜电极的制备。

可选地，第一边框10和第二边框均为三层膜结构。第一边框10和第二边框分别包括从上到下依次重叠的保护膜11、边框膜12和托底膜13。边框膜12的靠近保护膜11的一层具有粘性，托底膜13的靠近边框膜12的一层具有粘性。

先通过冲孔模具，将第一边框10和第二边框的三层结构全部冲断，形成定位基准孔171。其中，定位基准孔171的个数可以有多个，在后续制备膜电极的过程中，实现在同一对位基准下进行定位，以提高膜电极在制备过程中的对位精度。

在第一边框10和第二边框的中间区域为催化剂区域14，用于对应3CCM的催化剂层；催化剂区域14外为夹持区域15，用于夹持3CCM的质子交换膜；夹持区域15外为安装区域16，用于设置功能孔(图1未示出)，以及将膜电极固定在其他部件(例如：外壳)上，以便后续将膜电极组装起来，形成燃料电池。安装区域16外为定位区域17，定位区域17用于设置上述定位基准孔171，也就是说，将定位基准孔171设置在定位区域17上。

其中，在催化剂区域14与夹持区域15的交界处冲断保护膜11和边框膜12，在安装区域16与定位区域17的交界处冲断保护膜11。可选地，定位区域17分别位于第一边框10和第二边框的长度方向的两侧，也就是说，第一边框10上的定位基准孔171对称设置于第一边框10的长度方向的两侧，第二边框上的定位基准孔171对称设置于第二边框的长度方向的两侧。

在其他实施方式中，第一边框10上的定位基准孔171可以设置在第一边框10的对角线上，第二边框20上的定位基准孔171可以设置在第二边框20的对角线上。第一边框10上的定位基准孔171的个数可以为四个、六个或者八个；第二边框20上的定位基准孔171的个数可以为四个、六个或者八个。本申请实施例不做限定。

图2为本实施例提供的膜组件30的平面结构示意图。请参阅图2，膜组件30为3CCM，3CCM包括质子交换膜31、第一催化剂层32和第二催化剂层，其中，第一催化剂层32和第二催化剂层分别位于质子交换膜31的两表面。且将第一催化剂层32和第二催化剂层贴合在质子交换膜31的两个表面时，质子交换膜31的边缘露出，质子交换膜31的边缘未设置第一催化剂层32和第二催化剂层。

S20，图3为本实施例提供的生产方法的步骤S210的结构示意图；图4为本实施例提供的生产方法的步骤S240的结构示意图。请参阅图2-图4，将3CCM的第一表面固定在第一边框10上；将3CCM的第二表面固定在第二边框上。可选地，先将3CCM与第一边框10对位，并将3CCM的第一表面固定在第一边框10上。再将第二边框20与第一边框10对位，并将3CCM的第二表面固定在第二边框20上。

本申请实施例中，安装3CCM的时候，在边框夹具平台40以及真空吸附平台41上进行，也就是说，边框夹具平台40的上表面设置有与定位基准孔171对应的第一定位件42，真空吸附平台41位于边框夹具平台40的两组第一定位件42之间。

S210，将3CCM与第一定位件42对位，并将第一边框10的定位基准孔套设于第一定位件42。可选地，将3CCM吸附在真空吸附平台41的表面，移动真空吸附平台41使3CCM的对称中心线对中边框夹具平台40的两组第一定位件42。真空吸附平台41能够在边框夹具平台40的两组第一定位件42之间沿XYZ方向移动，并能在水平方向转动。由于边框夹具平台40上的第一定位件42的位置已经确定，则第一边框10和第二边框20的安装位置也已经确定，相应地第一边框10和第二边框20上的催化剂区域14也已经确定。

采用CCD检测装置43确定催化剂区域14的对称中心线，CCD检测装置43会计算出一个位置结果信息，将该信息发送给真空吸附平台41的控制器，控制器控制移动真空吸附平台41，使3CCM催化剂的对称中心线和边框夹具平台40上的第一定位件42(例如：第一定位件42为定位销或定位柱)的中心对称线精确对位重合并固定下来，对位精度为±0.05mm。

S220，将第一边框10的定位基准孔171套在边框夹具平台40的第一定位件42上，并使3CCM的第一表面固定在第一边框10上。

可选地，先撕去第一边框10的夹持区域15和安装区域16的保护膜11，然后将第一边框10放置在3CCM的上方(撕去保护膜11的一面朝下)，然后向下移动第一边框10，并使第一边框10的定位基准孔171套在边框夹具平台40的第一定位件42上，然后施压使3CCM中的第一催化剂层32与第一边框10的催化剂区域14的保护膜11接触，3CCM中的质子交换膜31的边缘与第一边框10的夹持区域15的边框膜12粘贴，贴合对位精度为±0.1mm。

S230，将第一边框10翻面并使第一边框10的定位基准孔171继续套在边框夹具平台40的第一定位件42上。将第一边框10翻面以后，第一边框10与3CCM之间的相对位置发生变化，以便后续进行第二边框20的安装。

S240，将第二边框的定位基准孔171套在边框夹具平台40的第一定位件42上，并使3CCM的第二表面固定在第二边框上。

可选地，先撕去第二边框20的夹持区域15和安装区域16的保护膜11，然后将第二边框20放置在3CCM的上方(撕去保护膜11的一面朝下)，然后向下移动第二边框20，并使第二边框20的定位基准孔171套在边框夹具平台40的第一定位件42上，然后施压使3CCM中的第二催化剂层与第二边框20的催化剂区域14的保护膜11接触，3CCM中的质子交换膜31的边缘与第二边框20的夹持区域15的边框膜12粘贴，第一边框10的安装区域16和第二边框20的安装区域16粘贴在一起，贴合对位精度为±0.1mm。从而使3CCM夹设在第一边框10和第二边框20之间。

在将3CCM夹设在第一边框10和第二边框20之间的时候，3CCM与第一边框10和第二边框20的粘贴均在真空吸附平台41上进行，且由于定位基准孔171的作用，可以均使用边框夹具平台40上的第一定位件42为对位基准，在安装固定3CCM的整个工序中，均在同一基准下进行。可以使3CCM的对位安装精度更高，且不需要热压除气泡工序，可以避免热压除气泡时边框对3CCM的质子交换膜31的损伤，可以有效减少膜电极漏气现象的发生，可以提高膜电极的产品合格率。

S30，图5为本申请实施例提供的生产方法的步骤S20以后得到的产品撕去托底膜13和部分边框膜12的平面结构示意图及剖视图；图6为本实施例提供的生产方法的步骤S310的平面结构示意图及剖面图；图7为本实施例提供的生产方法的经过步骤S30的以后得到的产品的时候平面结构示意图及剖面图。请参阅图5-图7，将第一扩散层53与第一边框10对位，将第一扩散层53固定在第一边框10的背离3CCM的一侧，使第一扩散层53与3CCM中的第一催化剂层32对应。然后将第二扩散层54与第一边框10对位，将第二扩散层54固定在第二边框20的背离3CCM的一侧，使第二扩散层54与3CCM中的第二催化剂层对应。

本申请实施例中，安装第一扩散层53和第二扩散层54的时候，在扩散层夹具平台50上进行，扩散层夹具平台50的上表面的两侧设置有两组与定位基准孔171对应的第二定位件51(例如：第二定位件51为定位销或定位柱)，中间用于安装扩散层。安装扩散层之前，先撕去第一边框10和第二边框20的托底膜13，然后撕去催化剂区域14的边框膜12和保护膜11，留下夹持区域15、安装区域16以及定位区域17的边框膜12，形成5CCM，然后进行第一扩散层53和第二扩散层54的安装。

S310，将第一边框10的定位基准孔171和第二边框20的定位基准孔171同时套设于扩散层夹具平台50的第二定位件51上，然后使第一扩散层53与第一边框10对位，并将第一扩散层53固定在第一边框10的远离3CCM的一侧。

可选地，从上到下移动撕去托底膜13和部分边框膜12的产品，使第一边框10的定位基准孔171和第二边框20的定位基准孔171套在扩散层夹具平台50的第二定位件51上(第一边框10和第二边框20的定位基准孔171同轴设置，第一边框10上的定位基准孔171与扩散层夹具平台50的第二定位件51一一对应)，第一边框10朝上。然后将第一扩散层53放置在第一边框10上，此时，第一扩散层53未对中，然后将靠板52也设置在第一边框10上，且与第一扩散层53靠近，通过靠板52推动第一扩散层53，使第一扩散层53精确安装在第一边框10上，使第一扩散层53与3CCM中的第一催化剂层32对应。

本申请实施例中，靠板52为L型靠板，靠板52的厚度大于第一扩散层53的厚度。第一扩散层53的一表面的周向设置间隔设置有粘胶，然后将第一扩散层53设置在第一边框10上以后，有粘胶的一面靠近第一边框10，然后将L型靠板的两垂直边缘与第一扩散层53的相邻的两边抵靠，推动L型靠板，同时在X和Y方向推动第一扩散层53，使第一扩散层53对中安装在第一边框10上。然后放置一段时间，使第一扩散层53粘合在第一边框10上。

在其他实施例中，第一扩散层53可以通过丝网印刷的方式形成，第一扩散层53的表面本身不是光滑的，具有一定的沟槽，将第一扩散层53设置在第一边框10上的时候，沟槽与第一边框10的内边缘卡设在一起，从而进行第一扩散层53与第一边框10的贴合。

S320，将第一边框10和第二边框20翻面，并使第一边框10的定位基准孔171和第二边框20的定位基准孔171同轴套在扩散层夹具平台50的第二定位件51上。可以使第一扩散层53位于下方，且第二边框20朝上。将第一边框10和第二边框20翻面以后，第一扩散层53与5CCM之间的相对位置发生变化，以便后续进行第二扩散层54的安装。

S330，将第二边框20的定位基准孔171与第一边框10的定位基准孔171同时套设于第二定位件51，然后使第二扩散层54与第一边框10对位，将第二扩散层54固定在第二边框20的远离3CCM的一侧。将第二扩散层54固定在第二边框20的远离3CCM的一侧时，将靠板52设置在第二边框20上，并通过靠板52推动第二扩散层54，使第二扩散层54与3CCM中的第二催化剂层对应。

可选地，将第二扩散层54放置在第二边框20上，此时，第二扩散层54未对中，然后将靠板52也设置在第二边框20上，且与第二扩散层54靠近，通过靠板52推动第二扩散层54，使第二扩散层54精确安装在第二边框20上。

本申请实施例中，靠板52为L型靠板，靠板52的厚度大于第二扩散层54的厚度。第二扩散层54的一表面的周向设置间隔设置有粘胶，然后将第二扩散层54设置在第二边框20上以后，有粘胶的一面靠近第二边框20，然后将L型靠板的两垂直边缘与第二扩散层54的相邻的两边抵靠，推动L型靠板，同时在X和Y方向推动第二扩散层54，使第二扩散层54对中安装在第二边框20上。然后放置一段时间，使第二扩散层54贴合在第二边框20上。

在其他实施例中，第二扩散层54可以通过丝网印刷的方式形成，第二扩散层54的表面本身不是光滑的，具有一定的沟槽，将第二扩散层54设置在第二边框20上的时候，沟槽与第二边框20的内边缘卡设在一起，从而进行第二扩散层54与第二边框20的贴合。

将第一扩散层53和第二扩散层54固定在第一边框10和第二边框20上的时候，由于定位基准孔171的作用，可以均使用扩散层夹具平台50上的第二定位件51为对位基准，在安装固定第一扩散层53和第二扩散层54的整个工序中，均在同一基准下进行。由于套在第一定位件42上的定位基准孔171与套在第二定位件51上的定位基准孔171为同一定位基准孔171。所以，整个生产过程的对位基准为同一对位基准，从而可以使对位精度更高。可以使整个膜电极在制备过程中安装精度更高，减少了膜电极露黑、露白的可能性，提高了膜电极的发电性能。

S40，图8为本实施例提供的生产方法的步骤S40的平面结构示意图及剖面图(平面结构示意图中的阴影部分为切削区域)；图9为本实施例提供的生产方法的经过步骤S40以后得到的产品的平面结构示意图。请参阅图8和图9，在第一边框10和第二边框20上形成功能孔62，其中，功能孔62包括燃料气体孔、氧化气体孔和冷却剂孔中的至少一种。

形成功能孔62的方法是在切削平台60上通过刀模实现。将形成功能孔62的刀模与第一边框10对位，然后通过刀模在第一边框10和第二边框20上形成功能孔62。切削平台60的上表面的两侧设置有与定位基准孔171对应的第三定位件61(例如：第三定位件61为定位销或定位柱)，从上到下移动S30得到的产品，将第一边框10的定位基准孔171和第二边框20的定位基准孔171同轴套在切削平台60的第三定位件61上(第一边框10和第二边框20的定位基准孔171同轴设置，第一边框10上的定位基准孔171与切削平台60的第三定位件61一一对应)。由于切削平台60上设置有刀模，所以，控制刀模切除第一边框10的设置有定位基准孔171的区域(定位区域17)和第二边框20的设置有定位基准孔171的区域(定位区域17)，并通过刀模在第一边框10的安装区域16和第二边框20的安装区域16上形成功能孔，得到膜电极。

由于切削的过程中，第一边框10的定位基准孔171和第二边框20的定位基准孔171均套在第三定位件61上，由于套在第三定位件61上的定位基准孔171与套在第二定位件51上的定位基准孔171为同一定位基准孔171，所以，切削的对位基准与安装固定的对位基准为同一对位基准，从而可以使膜电极的对位精度更高。且由于刀模的作用，可以使靠近切削平台60的扩散层与切削平台60之间具有一定的距离，可以避免压伤扩散层(例如：碳纸或者碳布)的边缘，提高膜电极的发电性能和使用寿命。

在其他实施例中，定位基准孔171也可以为膜电极的功能孔62；其中，功能孔62包括燃料气体孔、氧化气体孔和冷却剂孔中的至少一种。先在第一边框10和第二边框20上形成上述功能孔62，然后在安装3CCM和GDL的时候，以上述功能孔62为定位基准孔171进行安装，不需要上述步骤S40即可进行膜电极的制备。

本申请实施例提供的燃料电池膜电极的生产方法的有益效果包括：

(1)、在安装3CCM、第一扩散层53、第二扩散层54以及切削的过程中，各工序都采用同一对位基准进行定位安装，对位精度高，能够保证±0.1mm的对位精度，相较于传统方法±0.5mm的对位精度而言，具有很大的提高。大大减少了膜电极的露黑、露白的情况，同时提高了MEA的发电性能。能提高了产品合格率，减少了MEA的返工率，返修率能降到5％以下，产品合格率能保证在95-98％之间，工作效率也是传统方式的2倍以上。

(2)、此方法节省了一道工序，传统方法贴完边框后还有热压除气泡工序，采用此方法后完全不需要在进行热压除气泡工序了，节省了人力、节省了设备，还可以避免热压除气泡时边框对3CCM质子膜的损伤，有效的减少了MEA漏气的发生，同时又能提高产品合格率。

(3)、此方法制造的膜电极产品，能很好的方便后工序的装堆，避免后工序装堆时压伤扩散边缘，提高了膜电极的发电性能和使用寿命。

以上所述仅为本申请的一部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃料电池膜电极的生产方法，其特征在于，包括：

在第一边框和第二边框上预先形成定位基准孔，在固定膜组件的边框夹具平台上设置有与所述定位基准孔对应的第一定位件；

将所述膜组件吸附在真空吸附平台的表面，然后移动所述真空吸附平台使所述膜组件与所述第一定位件对位，并将所述第一边框的所述定位基准孔套设于所述第一定位件；并使所述膜组件的第一表面固定在所述第一边框上；

将所述第一边框翻面并使所述第一边框的所述定位基准孔继续套设于所述第一定位件；

通过将所述第二边框的定位基准孔与所述第一边框的定位基准孔均套设于所述第一定位件，并将所述膜组件的第二表面固定在第二边框上；

在固定第一扩散层和第二扩散层的扩散层夹具平台上设置有与所述定位基准孔对应的第二定位件；

将所述第二边框的定位基准孔与所述第一边框的定位基准孔同时套设于所述第二定位件，然后使第一扩散层与所述第一边框对位；并将第一扩散层固定在所述第一边框的背离所述膜组件的一侧；

将所述第一边框和所述第二边框翻面，并使所述第一边框的所述定位基准孔和所述第二边框的所述定位基准孔同时套设于所述第二定位件；

然后使第二扩散层与所述第一边框对位，将第二扩散层固定在所述第二边框的背离所述膜组件的一侧。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，将第二扩散层固定在所述第二边框的背离所述膜组件的一侧之后，所述生产方法还包括：

在所述第一边框和所述第二边框上形成功能孔，其中，所述功能孔包括燃料气体孔、氧化气体孔和冷却剂孔中的至少一种；

在形成所述功能孔时使用的对位基准与固定所述膜组件时使用的对位基准为同一对位基准。

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述同一对位基准为所述第一边框，在所述第一边框和所述第二边框上形成功能孔的步骤包括：

将形成所述功能孔的刀模与所述第一边框对位，然后通过所述刀模在所述第一边框和所述第二边框上形成功能孔。

4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，在所述第一边框和所述第二边框上预先形成定位基准孔，在切削平台上设置有与所述定位基准孔对应的第三定位件；

将形成所述功能孔的刀模与所述第一边框对位的步骤包括：将所述第二边框的定位基准孔与所述第一边框的定位基准孔同时套设于所述第三定位件。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述定位基准孔为功能孔；其中，所述功能孔包括燃料气体孔、氧化气体孔和冷却剂孔中的至少一种。

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