CN111354961A - 薄膜电极组件的热处理设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及薄膜电极组件的热处理设备和方法。所述薄膜电极组件的热处理设备包括：基部、第一构件和多个第二构件；所述第一构件在第一方向上从所述基部延伸；所述多个第二构件在所述第一构件的径向向外方向上在所述基部上形成，并且内表面面向所述第一构件；其中：第一构件或第二构件包括加热丝构件；薄膜电极组件布置在所述第一构件与所述第二构件之间。

Description

薄膜电极组件的热处理设备和方法
技术领域
本申请涉及薄膜电极组件的热处理设备以及使用该热处理设备的热处理方法。
背景技术
在燃料电池中产生电力的反应通常发生在薄膜电极组件(MEA)中，薄膜电极组件是燃料电池的芯部。
通常，薄膜电极组件可以具有三层结构，包括离子基电解质薄膜以及电极，所述电极即在电解质薄膜的一个表面上形成的阴极以及在电解质薄膜的另一个表面(即相反表面)上形成的阳极。
特别地，可以进行热处理方法以制造包括薄膜电极组件的单元电池。
这种热处理方法可以增强薄膜电极组件的电极与电解质薄膜之间的表面间附着力，由此改善薄膜电极组件的耐久性和性能。
参考图1(相关技术)，作为薄膜电极组件的一种常规热处理方法，可以将薄膜电极组件100放置在热压机10中，随后可以通过热传导进行热处理。或者，参考图2(相关技术)，可以将卷成卷的薄膜电极组件100放置在炉中，随后可以利用对流进行热处理。
这样的薄膜电极组件100例如可以包括：离子基电解质薄膜105、在电解质薄膜105的一个表面上形成的第一电极110(例如阴极)以及在电解质薄膜105的另一个表面上形成的第二电极120(例如阳极)。
然而，薄膜电极组件100对潮湿和温度敏感，因此可能容易收缩和膨胀；特别地，如果进行高温热处理，则由于电解质薄膜105中含有的湿气蒸发或聚合物变形，薄膜电极组件100可能收缩，其可能产生不可逆的结构变形。例如，图3(相关技术)为沿图2的线A-A获得的卷成卷的薄膜电极组件100的横截面视图，参考图3，卷成卷的薄膜电极组件100可能具有在热处理期间易收缩的部分B。因此，参考图4(相关技术)，为了防止薄膜电极组件100在热处理期间收缩并变形，可以使副填充件50粘合至薄膜电极组件100(以同样的方式，图1中显示可以在使用热压机时使用副填充件50)。
对于副填充件50，例如可以使用施用有粘合剂的聚合物膜。这种聚合物膜可以包括选自以下的一个或更多个：聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚酰亚胺(PI)。此外，粘合剂可以包括选自以下的一个或更多个：聚醋酸乙烯酯(PVA)基粘合剂、尿烷基粘合剂和环氧树脂基粘合剂。因此，在热处理期间，副填充件50与薄膜电极组件100之间的粘合可能暴露于过热并且因此变差。因此，可能导致薄膜电极组件100的耐久性和质量缺陷(例如，副填充件50分离或薄膜电极组件100由于粘合剂变湿而变形)。使副填充件50粘合至薄膜电极组件100可能在热处理期间一定程度地降低薄膜电极组件100的收缩和损伤，但不能有效地防止薄膜电极组件100的收缩和损伤。
如果使用常规热压机10进行热处理(见图1)，热传递效率可能很高，热压机10保持薄膜电极组件100，由此可能降低薄膜电极组件100的收缩和变形，但是只能同时处理一个薄膜电极组件100，因此生产速度很低。
同时，如果卷成卷的薄膜电极组件100(见图2)放置在炉中，使用对流进行热处理，那么可以同时热处理大量的薄膜电极组件100。但是，如果将粘合有副填充件50的薄膜电极组件100卷成卷并随后进行热处理，如图4示例性地显示，那么在没有提供副填充件50的区域中形成空气层103，因此降低热传递，由于成卷的薄膜电极组件100的芯部与边缘部分之间的温度差，从而导致质量缺陷。
此外，如果不将副填充件50粘合至薄膜电极组件100，如图3示例性地显示，那么在热处理期间由于各个层的厚度变化，则卷成卷的薄膜电极组件100具有产生收缩的部分(下文中称为“易收缩的部分B”)，因此薄膜电极组件100不可避免地严重变形。例如，易收缩的部分B可能包括未设置有电极110和120的电解质薄膜105。
因此，希望制造高质量的薄膜电极组件，通过对多个卷成卷的薄膜电极组件进行热处理来提升能量节约和生产效率，并通过不会产生薄膜电极组件的收缩或温度差的热处理而获得高性能和高耐久性。
发明内容
本申请涉及薄膜电极组件的热处理设备以及使用所述热处理设备的热处理方法，通过使薄膜电极组件的热处理与副填充件的使用分开，来防止薄膜电极组件结构变形或受损。
本申请的另一个目的在于改善由于粘合剂劣化导致的薄膜电极组件的质量劣化以及耐久性降低；在将副填充件和粘合剂粘合至薄膜电极组件后，在热处理期间可能产生粘合剂劣化。
本申请的再一个目的在于均匀地对多个薄膜电极组件进行热处理，而不会产生对应于不同位置的温度差，同时不会产生变形。
在一个方面，本申请提供了一种薄膜电极组件的热处理设备，其包括：基部、第一构件和多个第二构件；所述第一构件在第一方向上从所述基部延伸；所述多个第二构件在所述第一构件的径向向外方向上在所述基部上形成，并且内表面面向所述第一构件；其中至少第一构件或第二构件包括加热丝构件；薄膜电极组件布置在所述第一构件与所述第二构件之间。
在一个优选的实施方案中，所述第二构件能够以指定的角度相互间隔开，并且设置成朝向所述第一构件在径向向内方向上移动。
在另一个优选的实施方案中，所述第二构件在第一方向上的两端可以包括在径向向内方向上凸出的凸出部。
在又一个优选的实施方案中，每个第二构件的凸出部可以形成为多个；可以在所述凸出部之间形成凹槽；薄膜电极组件的电极可以布置在对应于所述凹槽的区域中。
在又一个优选的实施方案中，所述凸出部在径向向内方向上从第二构件凸出的长度可以为1cm至5cm。
在又另一个优选的实施方案中，第一构件和第二构件可以加热至100℃至200℃的温度范围。
在又一个优选的实施方案中，第二构件可以在径向向内方向上朝向第一构件移动，并对薄膜电极组件施加500kgf至1000kgf的施压负载。
在又一个优选的实施方案中，所述第二构件可以包括负荷传感器，所述负荷传感器设置成测量向薄膜电极组件施加的施压负载。
在又一个优选的实施方案中，所述热处理设备可以进一步包括：第三构件，其布置在所述第二构件的外表面上；和第四构件，其安装成从所述基部能够伸展并接触所述第三构件；当所述第四构件在第一方向上从所述基部伸展时，所述第三构件可以对所述第二构件施压，并且所述第二构件可以朝向所述第一构件在径向向内方向上移动。
在又一个优选的实施方案中，所述第四构件能够通过驱动器在第一方向上伸展。
在又一个优选的实施方案中，所述第一构件可以包括不锈钢。
在又一个优选的实施方案中，薄膜电极组件可以不包括副填充件。
在又一个优选的实施方案中，多个薄膜电极组件可以堆叠并布置在所述第一构件与所述第二构件之间；在薄膜电极组件之间可以形成衬垫片材。
在又一个优选的实施方案中，所述衬垫片材可以包括选自以下的一个或更多个：铝和铜。
在又一个优选的实施方案中，衬垫片材的厚度可以为50μm至100μm。
在另一个方面，本申请提供了一种薄膜电极组件的热处理方法，其包括如下步骤：将设置为多个的薄膜电极组件布置在上述的热处理设备的第一构件与第二构件之间，通过使所述第二构件在径向向内方向上朝向所述第一构件移动来对薄膜电极组件施压；通过至少加热所述第一构件或所述第二构件来向薄膜电极组件传导热。
在一个优选的实施方案中，将薄膜电极组件布置在所述第一构件与所述第二构件之间可以包括：在所述第一构件上卷绕薄膜电极组件，从而在径向向外方向上堆叠在所述第一构件上。
在又一个优选的实施方案中，热处理可以进一步包括：先于将薄膜电极组件布置在第一构件与第二构件之间，形成电解质薄膜组件，每个电解质薄膜组件包括第一电极、第二电极以及形成在第一电极与第二电极之间的电解质薄膜。
在又一个优选的实施方案中，热处理可以进一步包括：先于在第一构件与第二构件之间布置薄膜电极组件，在薄膜电极组件之间形成衬垫片材。
在又一个优选的实施方案中，在对薄膜电极组件施压时，第二构件可以在径向向内方向上朝向第一构件移动，以对薄膜电极组件施加500kgf至1000kgf的施压负载。
在又另一个优选的实施方案中，在对薄膜电极组件施压时：当施加至薄膜电极组件的施压负载小于500kgf时，第二构件可以在径向向内方向上朝向第一构件移动；当施加至薄膜电极组件的施压负载超过1000kgf时，第二构件可以在径向向外方向上移动。
在进一步的优选的实施方案中，当向薄膜电极组件传导热时，可以通过至少将第一构件或第二构件加热至例如100℃至200℃的温度范围，而向薄膜电极组件传导热。
下面讨论本申请的其它方面和优选的实施方案。
下文讨论本申请的上述特征及其它特征。
附图说明
现在将参考说明附图的某些示例性实施方案详细描述本申请的上述和其它特征，所述附图在下文中仅用于说明，因此对本申请是非限制性的，其中：
图1(相关技术)为显示了使用常规热压机热处理的薄膜电极组件的横截面视图；
图2(相关技术)为显示了卷成卷的薄膜电极组件的示意图；
图3(相关技术)为沿线A-A获得的图2的局部横截面视图；
图4(相关技术)为显示了根据常规热处理方法的施用有副填充件的薄膜电极组件的横截面视图；
图5和图6为显示了根据本申请的一个实施方案的热处理设备的示意图；
图7为沿线C-C获得的图6的局部横截面视图；
图8为显示了根据本申请的另一个实施方案的热处理设备的示意图；
图9至图11为显示了根据本申请的另一个实施方案的热处理设备的操作过程的视图；
图12为显示了根据本申请的又一个实施方案的热处理设备及其操作过程的示意图。
应当了解，所附附图并非一定按比例地绘制，而仅显示了说明本申请的基本原理的各种优选特征的适当简化的画法。本文所公开的本申请的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体目标应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，相同的附图标记表示本申请的相同的或等同的部件。
具体实施方式
本文所用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本申请。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其它的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。正如本文所述的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，术语“包括”和变化形式例如“包含”或“包括有”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“器件”、“部件”和“模块”意为用于执行至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或者软件组件以及它们的组合来实现。
此外，本申请的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非瞬态计算机可读介质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光碟(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络连接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(Controller Area Network，CAN)以分布方式存储和执行。
将详细引用本申请的各个实施方案，所述实施方案的实例被显示在附图中并在下文描述。虽然将结合示例性实施方案描述本申请，但是应当了解，本说明书并非要将本申请限制于那些示例性实施方案。相反，本申请旨在不但覆盖这些示例性具体实施方案，而且覆盖在由所附权利要求所限定的本申请的精神和范围之内的各种替换、修改、等效方式和其它具体实施方案。在下文对实施方案的说明中，即便在不同附图中描绘出的相同元件也以相同的附图标记表示。
下面将参考所附附图对本申请进行详细描述。
图5和图6为显示了根据本申请的一个实施方案的热处理设备的示意图。
首先，参考图5，根据本申请的一个实施方案的热处理薄膜电极组件100的热处理设备200可以包括基部205、第一构件210和多个第二构件220；所述第一构件210在第一方向D1上从所述基部205延伸，所述第二构件220在所述第一构件210的径向向外方向上在所述基部205上形成，并且内表面面向所述第一构件210。虽然图5显示了基部205在第一方向D1上延伸，但是基部205不限于此。所述基部205可以安装成沿着热处理设备200所期望安装的不同方向(例如，沿着第二方向D2)。
此外，如图5示例性地显示，第二构件220能够以指定的角度相互间隔开。此外，第二构件220可以设置为在径向向内方向上朝向第一构件210移动。因此，当薄膜电极组件100布置在第一构件210与第二构件220之间时，第二构件220在径向向内方向上朝向第一构件210移动，因此可以对所布置的薄膜电极组件100施压。
虽然图5显示了四个第二构件220，但第二构件220的数量不限于此。多个第二构件220(例如，两个、三个、五个或更多个第二构件220)可以形成为使得第二构件220的内表面(即内周表面)可以面向第一构件210的外表面(即外周表面)。此外，第二构件220的内表面可以具有不同曲率。
至少第一构件210或第二构件220可以包括加热丝构件。也就是说，第一构件210和第二构件220之一可以包括加热丝构件，或者第一构件210和第二构件220可以都包括加热丝构件。这样的加热丝构件可以加热第一构件210和/或第二构件220。因此，可以向布置在第一构件210与第二构件220之间的物体传导并传递热。
第一构件210或第二构件220可以加热至例如100℃至200℃的温度范围。因此，布置在第一构件210与第二构件220之间的薄膜电极组件100可以通过热传导而在100℃至200℃的温度范围进行热处理。
因此，根据本申请的一个实施方案的使用热处理设备200对薄膜电极组件100进行的热处理方法可以包括：将多个薄膜电极组件100布置在热处理设备200的第一构件210与第二构件220之间；通过使第二构件220在径向向内方向上朝向第一构件210移动来对薄膜电极组件100施压；通过至少加热第一构件210和/或第二构件220来向薄膜电极组件100传导热。
接下来，图6显示了根据本申请的一个实施方案将薄膜电极组件100布置在热处理设备200的第一构件210与第二构件220之间。薄膜电极组件100卷绕在第一构件210上用以被卷成卷，从而布置在第一构件210与第二构件220之间。也就是说，可以沿着第一构件210的外周表面以及第二构件220的内周表面布置薄膜电极组件100。因此，如果加热第一构件210和第二构件220，那么可以向布置在第一构件210与第二构件220之间的薄膜电极组件100传导并传递热。因此，可以均匀地对薄膜电极组件100进行热处理，而不会产生对应于位置的温度差。
在根据本申请的一个实施方案的热处理设备200中，第一构件210可以包括不锈钢(即SUS材料)。因此，第一构件210可以支撑卷绕在其上的卷成卷的薄膜电极组件100的重量，并且容易地向薄膜电极组件100传导热。此外，可以根据卷成卷的薄膜电极组件100来改变第一构件210的直径。
当薄膜电极组件100布置在第一构件210与第二构件220之间时，第二构件220可以在径向向内方向上朝向第一构件210移动。此处，第二构件220能够以500kgf至1000kgf的负载对薄膜电极组件100施压。例如，在对薄膜电极组件100施压时，当施加至薄膜电极组件100的施压负载小于500kgf时，第二构件220可以在径向向内方向上朝向第一构件210移动。相比而言，当施加至薄膜电极组件100的施压负载超过1000kgf时，第二构件220可以在径向向外方向上移动。也就是说，第二构件220变得远离第一构件210，因此可以减小施加至第一构件210的施压负载。
此外，为了测量(或控制)施加至薄膜电极组件100的施压负载，第二构件220可以例如包括负荷传感器。除负荷传感器之外，在第二构件200中还可以包括或者在第二构件200外部还可以设置用以测量或控制第二构件220的移动以及施加至所布置的薄膜电极组件100的施压负载的不同构件。
图7为沿线C-C获得的图6的卷成卷的局部横截面视图。为了便于说明，将集中于对与参考图1至图6的上述描述不同的描述上。
参考图7，在根据本申请的一个实施方案的热处理设备200中，多个薄膜电极组件100可以堆叠、卷成卷并布置在第一构件210与第二构件220之间。可以在薄膜电极组件100之间形成衬垫片材150。也就是说，在第一构件210与第二构件220之间布置薄膜电极组件100之前，热处理方法可以进一步包括在薄膜电极组件100之间形成衬垫片材150。形成衬垫片材150可以提高布置在第一构件210与第二构件220之间的薄膜电极组件100的热传导性。此外，不向薄膜电极组件100中插入副填充件50(见图4)，因此不会形成空气层103(见图4)。因此，可以传递热而不会隔热，由此可以对薄膜电极组件100进行热处理而不会产生对应于位置的温度差。例如形式为箔片的这样的衬垫片材150可以插置于一个薄膜电极组件100与另一个薄膜电极组件100之间。
此外，根据本申请的一个实施方案的衬垫片材150可以包括选择以下的一个或更多个：铝(Al)和铜(Cu)。可替代地，可以使用其它类型的金属来形成衬垫片材150。也就是说，为了提高薄膜电极组件100的热传导性，可以使用由不同金属形成的衬垫片材150。
此外，衬垫片材150的厚度可以为50μm至100μm。当衬垫片材150的厚度为100μm或以上时，卷成卷的薄膜电极组件100的直径增大，热损失可能增大，可能出现对应于不同位置的温度偏差。相反，当衬垫片材150的厚度小于50μm时，如果衬垫片材150插置在薄膜电极组件100之间，那么衬垫片材150不会完全铺展开并且可能被折叠或卷折，从而损伤薄膜电极组件100。
如图7示例性地显示，根据本申请的一个实施方案的热处理设备200以及使用所述热处理设备200的热处理方法与常规热处理设备和方法的区别在于，薄膜电极组件100可以不包含副填充件。
为了在热处理期间防止不使用副填充件而使薄膜电极组件100收缩和变形，根据本申请的一个实施方案的热处理设备200的第二构件220可以包括凸出部222。具体地，第二构件220在第一方向D1上的两端可以包括在径向向内方向上凸出的凸出部222。
如上所述，由于卷成卷的薄膜电极组件100具有由厚度偏差产生热收缩的部分(即图3中的易收缩的部分B)，在对薄膜电极组件100进行热处理而不没有进行隔离处理(例如插入副填充件)时，从易收缩的部分B开始可能出现收缩和损伤，因此可能损伤整个薄膜电极组件100。然而，根据本申请的热处理设备200的第二构件220具有多个凸出部222(例如在其两端形成的两个凸出部222)，并且在凸出部222之间可以形成凹槽。因此，薄膜电极组件100的电极110和120可以布置在对应于凹槽的区域中，电解质薄膜105的未设置有电极110和120的区域(在下文中称为凸出部影响区域E)可以布置成对应于凸出部222。因此，虽然通过第二构件220施压并热处理，但是凸出部222可以防止未设置有电极110和120的凸出部影响区域E收缩或结构变形。因此，根据本申请的热处理设备200可以防止薄膜电极组件100的收缩或结构变形。
这些凸出部222例如可以具有在径向向内方向上的1cm至5cm的凸出长度，但并不限于此。也就是说，凸出部222的凸出长度可以根据薄膜电极组件100的厚度而改变。
在热处理过程期间，随着凸出部222对薄膜电极组件100施压，在凸出部影响区域E中的一些薄膜电极组件100可能受损。然而，在凸出部影响区域E中设定尺寸余量，因此在热处理后，可以通过部分地冲切掉凸出部影响区域E来去除受损的部分。或者，为了保护并处理薄膜电极组件100，可以在热处理后通过辊压使副填充件膜粘合至薄膜电极组件100的上表面和下表面，从而覆盖受损的部分。
图8为显示了根据本申请的另一个实施方案的热处理设备的示意图。为了便于说明，将描述该实施方案中与利用图1至图7说明的实施方案不同的特定部分。
参考图8，根据本申请的另一个实施方案的热处理设备201可以进一步包括第三构件230和第四构件240；所述第三构件230布置在第二构件220的外表面上，所述第四构件240安装成从基部205(参考图5)伸展并且接触第三构件230。当第四构件240沿第一方向D1从基部205伸展时，第三构件230可以对第二构件220施压。因此，第二构件220可以在径向向内方向上朝向第一构件210移动。因此，在将多个薄膜电极组件100布置在第一构件210与第二构件220之间后，第二构件220可以在径向向内方向上朝向第一构件210移动，因此对薄膜电极组件100施压。在施压后，通过至少加热第一构件210和/或第二构件220，向薄膜电极组件100传导热量，从而可以进行热处理过程。
在根据本申请的另一个实施方案的热处理设备201中，可以通过驱动器使第四构件240沿第一方向D1伸展。这样的驱动器可以是液压缸或气动缸，但不限于此。
图9至图11为显示了根据本申请的另一个实施方案的热处理设备的操作过程的视图。也就是说，在根据本申请的另一个实施方案的热处理设备210中，系统化地显示了通过操作第三构件230和第四构件240使第二构件220在径向向内方向上朝向第一构件210移动的过程。
首先，参考图9，卷成卷的薄膜电极组件100卷绕在第一构件210上，从而布置在热处理设备201中。也就是说，薄膜电极组件100布置在第一构件210与第二构件220之间。
接下来，图10显示了布置在热处理设备201中的薄膜电极组件100。此处，薄膜电极组件100的厚度可能小于第一构件210的外周表面与第二构件220的内周表面之间的距离。或者说，可能没有通过第二构件220在径向向内方向上对薄膜电极组件100充分地施压。
接下来，图11显示了第四构件240的移动。也就是说，可以通过驱动器使第四构件240沿第一方向D1伸展。由于伸展的第四构件240推动第三构件230，因此第三构件230可以将在第一方向D1上的力转换为在径向向内方向上的力(例如，将力的方向转换90°)，由此对第二构件220施压。也就是说，由于第三构件230在力的方向上朝向第一构件210移动，因此第二构件220可以对卷成卷的薄膜电极组件100施压。通过从卷成固定卷的薄膜电极组件100的外侧或内侧施加的压力来固定该卷成固定卷的薄膜电极组件100，因此可以防止薄膜电极组件100在热处理期间变形。此外，卷成卷的薄膜电极组件100的内侧被紧紧地附着，因此提高了热传递(例如热传导)的效率。
如上所述，由于第二构件220在第一方向D1上的两端包括在径向向内方向上凸出的凸出部222(见图7)，因此可以固定薄膜电极组件100。此外，虽然图8至图11显示了第四构件240沿第一方向D1移动并且第三构件230在径向向内方向上移动，但是第四构件240和第三构件230不限于此。也就是说，为了对布置在第一构件210与第二构件220之间的薄膜电极组件100施压并进行热处理，第三构件230和第四构件240可以在不同方向上移动或者以不同方式操作。
图12为显示了根据本申请的又一个实施方案的热处理设备及其操作过程的示意图。为了便于说明，将描述该实施方案中与利用图1至图11说明的实施方案不同的部分。
参考图12，根据本申请的又一个实施方案将多个薄膜电极组件100布置(即卷成卷)在热处理设备202的第一构件210与第二构件220之间时，为了在第一构件210的径向向外方向上堆叠薄膜电极组件100，可以单独制造薄膜电极组件100并随后将其卷绕在第一构件210上，因此可以形成卷成卷的薄膜电极组件100。
此外，如图12示例性地显示，在将薄膜电极组件100布置在第一构件210与第二构件220之间之前，可以形成包括第一电极110、第二电极120以及形成在第一电极110与第二电极120之间的电解质薄膜105。
也就是说，当热处理设备202安装在用于薄膜电极组件100的卷绕器上，从而使得具有三层结构的薄膜电极组件100卷绕在第一构件210上时，可以在制造薄膜电极组件100后立即热处理大量卷成卷的薄膜电极组件100，因此不需要建造单独的装备。也就是说，通过合并薄膜电极组件100的制造过程和热处理过程，能够提高过程简化程度以及效率。
因此，即便不使用副填充件，根据本申请的热处理设备200、201和202以及使用所述热处理设备的热处理方法也能防止由热处理导致的薄膜电极组件的结构变形。此外，由于不使用副填充件，可以防止由于粘合剂劣化导致的薄膜电极组件劣化，因此，能够制造具有极佳质量(高性能和高耐久性)的薄膜电极组件。
此外，可以通过对卷成卷的薄膜电极组件进行热处理来大量制造薄膜电极组件，因此可以缩短制造时间，并且可以均匀地对薄膜电极组件进行热处理，而每个薄膜电极组件不会产生对应于不同位置的温度差，因此可以防止所制造的薄膜电极组件的结构变形，并且可以提高薄膜电极组件的质量。
通过上述说明显而易见的是，即使不使用副填充件，根据本申请的多个实施方案的薄膜电极组件的热处理设备以及使用所述热处理设备的热处理方法也可以防止由热处理导致的薄膜电极组件的结构变形。
此外，由于可以不使用副填充件来进行热处理，可以防止由于在薄膜电极组件与副填充件之间使用的粘合剂的劣化导致的薄膜电极组件的劣化，因此可以提高薄膜电极组件的性能和耐久性。
此外，可以对卷成卷的薄膜电极组件进行热处理，因此可以对大量的薄膜电极组件进行热处理，可以均匀地对薄膜电极组件进行热处理而不会产生对应于不同位置的温度差，因此可以防止薄膜电极组件的结构变形。
参考优选实施方案详细描述了本申请。然而，本领域技术人员将理解可以在这些实施方案中做出改变而不偏离本申请的原理和精神，本申请的范围在所附权利要求及其等价形式中限定。

Claims (18)

1.一种薄膜电极组件的热处理设备，包括：
基部；
第一构件，其在第一方向上从所述基部延伸；
多个第二构件，其在所述第一构件的径向向外方向上在所述基部上形成，并且内表面面向所述第一构件；其中：
至少第一构件或第二构件包括加热丝构件；
薄膜电极组件布置在所述第一构件与所述第二构件之间。
2.根据权利要求1所述的薄膜电极组件的热处理设备，其中：
所述第二构件以指定的角度相互间隔开，并且设置成朝向所述第一构件在径向向内方向上移动。
3.根据权利要求2所述的薄膜电极组件的热处理设备，其中，所述第二构件在第一方向上的两端包括在径向向内方向上凸出的凸出部。
4.根据权利要求3所述的薄膜电极组件的热处理设备，其中：
每个第二构件的所述凸出部形成多个；
在所述凸出部之间形成凹槽；
薄膜电极组件的电极布置在对应于所述凹槽的区域中。
5.根据权利要求1所述的薄膜电极组件的热处理设备，其中，所述第二构件包括负荷传感器，所述负荷传感器设置成测量向薄膜电极组件施加的施压负载。
6.根据权利要求1所述的薄膜电极组件的热处理设备，其进一步包括：
第三构件，其布置在所述第二构件的外表面上；以及
第四构件，其安装成从所述基部能够伸展并接触所述第三构件；
其中，当所述第四构件沿第一方向从所述基部伸展时，所述第三构件对所述第二构件施压，并且所述第二构件朝向所述第一构件在径向向内方向上移动。
7.根据权利要求6所述的薄膜电极组件的热处理设备，其中，所述第四构件能够通过驱动器而沿第一方向伸展。
8.根据权利要求1所述的薄膜电极组件的热处理设备，其中，所述第一构件包括不锈钢。
9.根据权利要求1所述的薄膜电极组件的热处理设备，其中，薄膜电极组件不包括副填充件。
10.根据权利要求1所述的薄膜电极组件的热处理设备，其中：
多个薄膜电极组件堆叠并布置在所述第一构件与所述第二构件之间；
在薄膜电极组件之间形成衬垫片材。
11.根据权利要求10所述的薄膜电极组件的热处理设备，其中，所述衬垫片材包括选自以下的一个或更多个：铝和铜。
12.一种薄膜电极组件的热处理方法，包括如下步骤：
将设置为多个的薄膜电极组件布置在热处理设备的第一构件与多个第二构件之间，其中，至少第一构件或第二构件包括加热丝构件；
通过使所述第二构件在径向向内方向上朝向所述第一构件移动来对薄膜电极组件施压；
通过至少加热所述第一构件或所述第二构件来向薄膜电极组件传导热。
13.根据权利要求12所述的热处理方法，其中，将薄膜电极组件布置在所述第一构件与所述第二构件之间的步骤包括：
在所述第一构件上卷绕薄膜电极组件，从而在径向向外方向上堆叠在所述第一构件上。
14.根据权利要求12所述的热处理方法，其进一步包括：先于将薄膜电极组件布置在所述第一构件与所述第二构件之间，形成电解质薄膜组件，每个电解质薄膜组件包括第一电极、第二电极以及形成在所述第一电极与所述第二电极之间的电解质薄膜。
15.根据权利要求12所述的热处理方法，其进一步包括：先于在所述第一构件与所述第二构件之间布置所述薄膜电极组件，在薄膜电极组件之间形成衬垫片材。
16.根据权利要求12所述的热处理方法，其中，在对所述薄膜电极组件施压时，所述第二构件在径向向内方向上朝向所述第一构件移动，以对薄膜电极组件施加500kgf至1000kgf的施压负载。
17.根据权利要求12所述的热处理方法，其中，在对所述薄膜电极组件施压时：
当施加至薄膜电极组件的施压负载小于500kgf时，所述第二构件在径向向内方向上朝向所述第一构件移动；
当施加至薄膜电极组件的施压负载超过1000kgf时，第二构件在径向向外方向上移动。
18.根据权利要求12所述的热处理方法，其中，当向所述薄膜电极组件传导热时，通过至少将所述第一构件或所述第二构件加热至100℃至200℃的温度范围，从而向薄膜电极组件传导热。
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