CN112582654A - 膜电极的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膜电极的制造方法。膜电极的制造方法包括步骤：放卷输出第一边框料带途经第一压合工位；放卷输出CCM料带途经第一压合工位；在第一压合工位，压合CCM料带与第一边框料带，形成第一复合料带，CCM单元通过第一粘接胶层逐个的粘贴于第一边框层的第一活性区域，并与背膜分离。与现有技术中将CCM料带和边框料带制成片料，并进行平压进行复合相比，本发明中采用卷对卷的方式实现CCM单元向第一边框层的第一活性区域的转移，有利于提高生产效率，更好的满足产能需求。

Description

膜电极的制造方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种膜电极的制造方法。

背景技术

膜电极(MEA，Membrane Electrode Assemblies)是由CCM(Catalyst CoatedMembrane)、阴阳极边框、阴阳极GDL(气体扩散层)组成。

传统的制造方法是片料复合的方式生产，即将CCM、边框及GDL分别采用制片工艺制作成片料，然后采用平压的方式将边框和CCM组装成组合片料，然后再将阴极GDL和阳极GDL分别贴合在该组合片料的相对两侧，从而得到膜电极成品。然而，采用片料复合的方式生产效率较低，不能满足产能需求。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中膜电极采用片料复合的方式生产，生产效率较低，不能满足产能需求的问题，提供一种改善上述缺陷的膜电极的制造方法。

一种膜电极的制造方法，包括步骤：

放卷输出第一边框料带途经第一压合工位；所述第一边框料带包括第一托底膜层及层叠于所述第一托底膜层上的第一边框层，所述第一边框层远离所述第一托底模层的一侧涂覆有第一粘接胶层，且所述第一边框层具有多个第一活性区域，多个所述第一活性区域沿所述第一边框料带的长度方向依次间隔布设；

放卷输出CCM料带途经所述第一压合工位；所述CCM料带包括背膜及层叠于所述背膜上的多个CCM单元，多个所述CCM单元沿所述CCM料带的长度方向间隔布设；及

在所述第一压合工位，压合所述CCM料带与所述第一边框料带，形成第一复合料带；所述CCM单元通过所述第一粘接胶层逐个的粘贴于所述第一边框层的所述第一活性区域，并与所述背膜分离。

在其中一个实施例中，在所述第一压合工位，压合所述CCM料带与所述第一边框料带，形成第一复合料带的步骤具体包括：

所述CCM料带的所述背膜绕经夹辊组，所述夹辊组牵引所述CCM料带移动至所述CCM单元与所述第一边框料带的所述第一活性区域对齐；

所述夹辊组将所述CCM料带和所述第一边框料带压紧于加热平台；

所述夹辊组沿所述加热平台返回以将所述CCM单元粘贴于所述第一活性区域，同时所述CCM单元与所述背膜分离。

在其中一个实施例中，在所述第一压合工位，压合所述CCM料带与所述第一边框料带，形成第一复合料带的步骤之后还包括步骤：

放卷输出所述第二边框料带途经所述第一压合工位下游的第二压合工位；所述第二边框料带包括第二托底膜层及层叠于所述第二托底膜层上的第二边框层，所述第二边框层远离所述第二托底模层的一侧涂覆有第二粘接胶层。且所述第二边框具有多个第二活性区域，多个所述第二活性区域沿所述第二边框料带的长度方向依次间隔布设；

在所述第二压合工位，对所述第二边框料带与所述第一复合料带进行定位，使得所述第二边框料带的所述第二活性区域与所述第一复合料带上的所述CCM单元对齐；

在所述第二压合工位对所述第二边框料带的所述第二粘接胶层进行点加热复合，形成第二复合料带。

在其中一个实施例中，所述第一边框料带开设有第一定位孔，所述第二边框料带开设有第二定位孔；

在所述第二压合工位对所述第二边框料带与所述第一复合料带进行定位，使得所述第二边框料带的所述第二活性区域与所述第一复合料带上的所述CCM单元对齐的步骤包括：

在所述第二压合工位，将定位销插入对应的所述第一定位孔和所述第二定位孔。

在其中一个实施例中，在所述第二压合工位对所述第二边框料带的所述第二粘接胶层进行点加热复合，形成第二复合料带的步骤之后还包括步骤：

在所述第二压合工位下游的裁切工位，对所述第二复合料带的所述第二边框料带进行裁切，以在所述第二边框料带的相邻两个所述第二活性区域之间形成第一间隙；

去除由于裁切形成于所述第一间隙的废料。

在其中一个实施例中，去除由于裁切形成于所述第一间隙的废料的步骤之后还包括步骤：

去除所述第二边框料带的所述第二托底膜层，去除所述第一边框料带的所述第一托底膜层。

在其中一个实施例中，去除所述第二边框料带的所述第二托底膜层，去除所述第一边框料带的所述第一托底膜层的步骤之后还包括步骤：

在所述裁切工位下游的热压工位，对所述第二复合料带进行热压，以激活所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层。

在其中一个实施例中，在所述裁切工位下游的热压工位，对所述第二复合料带进行热压，以激活所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层的步骤之后还包括步骤：

在所述热压工位下游的贴片工位，在所述第二复合料带的相对两侧粘贴GDL料片，并使所述GDL料片覆盖对应所述CCM单元的区域；

在所述贴片工位下游的切断工位上，沿相邻两个所述CCM单元之间的位置将所述第二复合料带切断，以形成MEA产品。

在其中一个实施例中，放卷输出第一边框料带途经第一压合工位的步骤之前还包括步骤：

放卷输出第一原料边框料带途经第三压合工位；所述第一原料边框料带包括所述第一边框层及第一离型层，所述第一离型层层叠于所述第一边框层具有所述第一粘接胶层的一侧；

放卷输出第一原料托底料带途经所述第三压合工位；所述第一原料托底料带包括所述第一托底膜层及层叠于所述第一托底膜层一侧的第一保护膜层，所述第一托底膜层朝向所述第一保护膜层的一侧具有第一胶接剂；

在所述第三压合工位或其上游，剥离所述第一保护膜层和所述第一离型层；

在所述第三压合工位，压合所述第一边框层和所述第一托底膜层，形成所述第一边框料带；所述第一托底膜层通过所述第一胶接剂与所述第一边框层背离所述第一粘接胶层的一侧相贴合。

在其中一个实施例中，在所述第三压合工位压合所述第一边框层和所述第一托底膜层，形成所述第一边框料带的步骤之后还包括步骤：

所述第一边框料带途经静电发生器，以使所述第一边框层与所述第一托底膜层之间具有所述第一胶接剂之外的区域相互静电吸附。

在其中一个实施例中，所述第一边框料带经过静电发生器，以使所述第一边框层与所述第一托底膜层之间具有第一胶接剂之外的区域相互静电吸附的步骤之后还包括步骤：

在位于所述第三压合工位下游的第一加工工位，对所述第一边框料带加工第一定位孔；

在位于所述第一加工工位下游的第二加工工位，利用所述第一定位孔对所述第一边框料带进行定位，并将所述第一边框层裁切成镂空，以在镂空区域形成所述第一活性区域；

去除由于裁切形成于所述第一活性区域的废料，并收卷所述第一边框料带。

在其中一个实施例中，放卷输出第二边框料带途经第二压合工位的步骤之前还包括步骤：

放卷输出第二原料边框料带途经第四压合工位；所述第二原料边框料带包括所述第二边框层及第二离型层，所述第二离型层层叠于所述第二边框层具有所述第二粘接胶层的一侧的；

放卷输出第二原料托底料带途经所述第四压合工位；所述第二原料托底料带包括所述第二托底膜层及层叠于所述第二托底膜层一侧的第二保护膜层，所述第二托底膜层朝向所述第二保护膜层的一侧具有第二胶接剂；

在所述第四压合工位或其上游，剥离所述第二保护膜层和所述第二离型层；

在所述第四压合工位，压合所述第二边框层和所述第二托底膜层，形成所述第二边框料带；所述第二托底膜层通过所述第二胶接剂与所述第二边框层背离所述第二粘接胶层的一侧相贴合。

在其中一个实施例中，在所述第四压合工位压合所述第二边框层和所述第二托底膜层，形成所述第二边框料带的步骤之后还包括步骤：

所述第二边框料带途经静电发生器，以使所述第二边框层与所述第二托底膜层之间具有第二胶接剂之外的区域相互静电吸附。

在其中一个实施例中，所述第二边框料带经过静电发生器，以使所述第二边框层与所述第二托底膜层之间具有所述第二胶接剂之外的区域相互静电吸附的步骤之后还包括步骤：

在位于所述第四压合工位下游的第三加工工位，对所述第二边框料带加工第二定位孔；

在位于所述第三加工工位下游的第四加工工位，利用所述第二定位孔对所述第二边框料带进行定位，并将所述第二边框层裁切成镂空，以在镂空区域形成所述第二活性区域；

去除由于裁切形成于所述第二活性区域的废料，并收卷所述第二边框料带。

在其中一个实施例中，放卷输出CCM料带途经所述第一压合工位的步骤之前还包括步骤：

放卷输出预处理CCM料带途经裁切工位；所述预处理CCM料带包括所述背膜及层叠于所述背膜一侧的CCM层；

在所述裁切工位，将所述CCM层裁切成多个所述CCM单元，以形成所述CCM料带。

在其中一个实施例中，放卷输出预处理CCM料带途径裁切工位的步骤之前还包括步骤：

放卷输出原料CCM料带途径分切工位；

在所述分切工位，对所述原料CCM料带沿其宽度方向进行分切，形成预设宽度的所述预处理CCM料带，并收卷所述预处理CCM料带。

上述膜电极的制造方法，通过对放卷输出至第一压合工位的第一边框料带和CCM料带进行压合，并在压合时使得CCM料带的CCM单元通过第一粘接胶层逐个的粘贴于第一边框层的第一活性区域，且与背膜分离，即实现了CCM料带的CCM单元向第一边框层的第一活性区域的转移。与现有技术中将CCM料带和边框料带制成片料，并进行平压进行复合相比，本发明中采用卷对卷的方式实现CCM单元向第一边框层的第一活性区域的转移，有利于提高生产效率，更好的满足产能需求。

附图说明

图1为本发明一实施例中膜电极的制造方法的示意图；

图2为图1所示的膜电极的制造方法的流程图；

图3为图2所示的膜电极的制造方法中压合CCM料带和第一边框料带形成第一复合料带的示意图；

图4为图3所示的第一复合料带沿A-A方向的剖视图；

图5为图3所示的膜电极的制造方法中CCM料带和第一边框料带的压合方法的流程图；

图6为图1所示的膜电极的制造方法中第二复合料带加工方法的流程图；

图7为图2所示的第二边框料带与第一复合料带进行电加热复合，并形成第二复合料带的示意图；

图8为图7所示的第二复合料带的俯视图；

图9为图8所示的第二复合料带的沿B-B方向的剖视图；

图10为图6所示的膜电极的制造方法中第二复合料带去除第一托底膜层和第二托底膜层的示意图；

图11为图10所示的去除第一托底膜层和第二托底膜层的第二复合料带沿C-C方向的剖视图；

图12为图1所示的膜电极的制造方法中第一原料边框料带的预处理方法的流程图；

图13为图12所示的第一原料边框料带的预处理方法的示意图；

图14至图19为图12所示的第一原料边框料带的预处理过程中第一原料边框料带的横截面演变过程图；

图20为图1所示的膜电极的制造方法中第二原料边框料带的预处理方法的流程图；

图21为图1所示的膜电极的制造方法中原料CCM料带的预处理方法的流程图；

图22为图21所示的原料CCM料带的预处理方法中进行分切的示意图；

图23为图22所示的原料CCM料带进行分切后的横截面结构示意图；

图24为图1所示的膜电极的制造方法中原料GDL料带的预处理方法的流程图；

图25为图24所示的原料GDL料带的预处理方法的示意图；

图26为图24所示的原料GDL料带的预处理方法中结构的演变过程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1、图2及图3所示，本发明一实施例提供的一种膜电极的制造方法，包括步骤：

S10、放卷输出第一边框料带3途经第一压合工位a7。请一并参见图4所示，其中，第一边框料带3包括第一托底膜层11及层叠于第一托底膜层11上的第一边框层21。第一边框层21远离第一托底模层11的一侧涂覆有第一粘接胶层，且第一边框层21具有多个第一活性区域212，多个第一活性区域212沿第一边框料带3的长度方向依次间隔布设。可选地，第一粘接胶层可以是热熔胶。

进一步地，第一粘接胶层位于第一边框层21远离第一托底模层11的一侧，可采用整面覆盖的方式进行涂覆。多个第一活性区域212位于第一边框层21的中部，且沿第一边框料带3的长度方向间隔布设。

S20、放卷输出CCM料带5途经第一压合工位a7。请一并参见图3所示，其中，CCM料带5包括背膜51及层叠于背膜51上的多个CCM单元52，且多个CCM单元52沿CCM料带5的长度方向间隔布设。进一步地，CCM单元52包括PEM膜521(即质子交换膜)以涂覆于该PEM膜相对两侧的催化层522(见图4)。

S40、在第一压合工位a7，压合CCM料带5与第一边框料带3，形成第一复合料带7。其中，CCM单元52通过第一粘接胶层逐个的粘贴于第一边框层21的第一活性区域212，并与背膜51分离。

进一步地，制造方法还可包括步骤：

S30、在第一压合工位a7，对第一边框料带3进行加热。如此，通过对第一边框料带3进行加热，从而激活途经第一压合工位a7的第一边框料带3的第一粘接胶层。具体地，利用加热平台31对第一边框料带3进行加热。

请一并参见图5所示，进一步地，步骤S40具体包括步骤：

S41、CCM料带5的背膜51绕经夹辊组32，夹辊组32牵引CCM料带5移动至CCM单元52与第一边框料带3的第一活性区域212对齐。

S42、该夹辊组32朝向加热平台31移动，并将CCM料带5和第一边框料带3压紧于加热平台31。

S43、夹辊组32沿加热平台31返回以将CCM单元52粘贴于与之对齐的第一活性区域212，同时CCM单元52与背膜51分离。如此，利用夹辊组32的水平运动将CCM料带5牵引至CCM单元52与第一边框料带3的第一活性区域212对齐。然后再利用夹辊组32的竖直运动将CCM料带5和第一边框料带3压紧于加热平台31。再然后夹辊组32沿加热平台31反向滚动(即与之前牵引CCM料带5的水平运动的方向相反)，同时绕经夹辊组32的背膜51被收卷，从而实现将CCM单元52粘贴于与之对齐的第一活性区域212，且与背膜51分离。

进一步地，夹辊组32包括两个夹辊，背膜51呈S形绕经该两个夹辊，以便于两个夹辊沿水平方向移动时能够牵引CCM料带5移动。

上述膜电极的制造方法，通过对放卷输出至第一压合工位a7的第一边框料带3和CCM料带5进行压合，并在压合时使得CCM料带5的CCM单元52逐个的通过第一粘接胶层粘贴于第一边框层21的第一活性区域212，且与背膜51分离，即实现了CCM料带5的CCM单元52向第一边框层21的第一活性区域212的转移。与现有技术中将CCM料带和边框料带制成片料，并进行平压进行复合相比，本发明中采用卷对卷的方式实现CCM单元52向第一边框层21的第一活性区域212的转移，有利于提高生产效率，更好的满足产能需求。

需要说明的是，步骤S10和S20可以同步进行，即同时放卷输出第一边框料带3和CCM料带5。步骤S30和步骤S40可以同步进行(同时进行加热和压合)，也可以先进行步骤S30，然后再进行步骤S40(先加热然后再压合)。

请参见图1、图2及图7所示，本发明的实施例中，在步骤S40之后还包括步骤：

S50、放卷输出第二边框料带8途经第一压合工位a7下游的第二压合工位a8。请一并参见图8及图9所示，其中，第二边框料带8包括第二托底膜层及层叠于第二托底膜层上的第二边框层。第二边框层远离第二托底模层的一侧涂覆有第二粘接胶层，且第二边框层具有多个第二活性区域。多个第二活性区域沿第二边框料带8的长度方向依次间隔布设。可选地，第二边框料带8的膜层结构可以与第一边框料带3的膜层结构相同。第二粘接胶层可以是热熔胶。

进一步地，第二粘接胶层位于第二边框层远离第二托底模层的一侧，可采用整面覆盖的方式进行涂覆。多个第二活性区域位于第二边框层的中部，且沿第二边框料带8的长度方向间隔布设。

S60、在第二压合工位a8，对第二边框料带8与第一复合料带7进行定位，使得第二边框料带8的第二活性区域与第一复合料带7上的CCM单元52对齐。

S70、在第二压合工位a8，对第二边框料带8的第二粘接胶层进行点加热复合，形成第二复合料带9。如此，采用卷对卷的方式实现了将第二边框料带8的第二边框层的第二活性区域与第一复合料带7上的CCM单元52的复合，有利于提高生产效率，更好的满足产能需求。并且，利用点加热的方式实现第二边框料带8与第一复合料带7的预固定，从而避免在后续运输过程中CCM单元52与第二活性区域发生偏移，有利于提高产品质量。优选地，进行点加热复合时的加热点d围绕第二料带8的第二活性区域布设(见图8)，以便于后续对CCM单元52进行封装。

具体到实施例中，第一边框料带3开设有第一定位孔a。第二边框料带8开设有第二定位孔。

步骤S60具体包括：在第二压合工位a8，将定位销插入对应的第一定位孔a和第二定位孔，即定位销将第二边框料带8和第一复合料带7进行定位，使得第二边框料带8的第二活性区域与第一复合料带7上的CCM单元52对齐。

请参见图6至图9所示，具体到实施例中，步骤S70之后还包括步骤：

S71、在第二压合工位a8下游的裁切工位a12，对第二复合料带9的第二边框料带8进行裁切，以在第二边框料带8的相邻两个第二活性区域之间形成第一间隙f。

S72、去除由于裁切形成于第一间隙f的废料。具体地，利用放卷输出的排废料带粘贴第二边框料带8的第一间隙f内的废料，从而实现排废。需要说明的是，当然也可在进行裁切的同时进行排废，在此不作限定。

如此，通过在第二边框料带8的相邻两个第二活性区域之间裁切形成第一间隙f，可以释放第二边框料带8的变形，降低第二边框料带8的第二活性区域的位置误差，有利于提高产品质量。

请一并参见图10所示，具体到实施例中，在步骤S72之后还包括：

步骤S73、去除第二边框料带8的第二托底膜层，去除第一边框料带3的第一托底膜层11。更加具体地，放卷输出的排废料带和第二复合料带9穿过两个对辊之间，通过两个对辊的挤压，从而粘除第二边框料带8的第二托底膜层(间断的)。同时，第一边框料带3的第一托底膜层11与收卷装置连接，利用收卷装置收卷穿过两个对辊之间的第二复合料带9中第一边框料带3的第一托底膜层11。

具体到实施例中，步骤S73之后还包括步骤：

S74、在裁切工位a12(见图1)下游的热压工位a10(见图1)，对第二复合料带9进行热压，以激活第一粘接胶层和第二粘接胶层。如此，实现CCM单元52与第一活性区域212和第二活性区域的密封贴合，从而实现封装，即完成五合一工序，将第一边框层21、CCM单元52及第二边框层密封贴合在一起形成第二复合料带9。

具体到实施例中，步骤S74之后还包括步骤：

S75、在热压工位a10下游的贴片工位a13(见图1)，在第二复合料带9的相对两侧粘贴GDL料片611，并使GDL料片611覆盖对应CCM单元52的区域(也即第一活性区域和第二活性区域)。具体地，在粘贴GDL料片611时利用视觉检测单元对GDL料片611进行位置检测，以提高GDL料片611的粘贴精度。

S76、在贴片工位a13下游的切断工位a14上，沿相邻两个CCM单元52之间的位置将贴合有GDL料片611的第二复合料带9切断，以形成MEA产品。

进一步地，在步骤S76之后还包括步骤：

S77、固化用于粘贴GDL料片611的粘接胶。具体地，当粘接胶采用压敏胶时，利用压板对MEA产品进行压合，以固化压敏胶。当粘接胶采用热固胶时，利用热压装置对MEA产品进行热压，以固化热固胶。

进一步地，在步骤S77之后还包括步骤：

S78、对MEA产品进行裁切，以形成气口和外轮廓。可选地，可采用模切工艺对MEA产品进行裁切。

请参见图12及图13所示，本发明的实施例中，步骤S10之前还包括步骤：

S101、放卷输出第一原料边框料带2途经第三压合工位a1。其中，第一原料边框料带2包括第一边框层21(见图15)及第一离型层22(见图15)，该第一离型层22层叠于第一边框层21具有第一粘接胶层的一侧，第一离型层22用于保护第一粘接胶层。可选地，第一原料边框料带2可采用例如PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等耐高温膜材。

S102、放卷输出第一原料托底料带1途经第三压合工位a1。其中，第一原料托底料带1包括第一托底膜层11(见图14)及层叠于第一托底膜层11一侧的第一保护膜层13(见图14)，第一托底膜层11朝向第一保护膜层13的一侧具有第一胶接剂12，第一保护膜层13用于保护第一胶接剂12。具体地，第一胶接剂12位于第一托底膜层11在其宽度方向上的两边，且沿第一原料托底料带1的长度方向纵长延伸。可选地，第一原料托底料带1可采用例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等绝缘耐温材料。

S103、在第三压合工位a1或其上游，剥离第一保护膜层13和第一离型层22。

S104、在第三压合工位a1，压合第一边框层21和第一托底膜层11，形成第一边框料带3(见图16)。其中，第一托底膜层11通过第一胶接剂12与第一边框层21背离第一粘接胶层的一侧相贴合。如此，第一原料边框料带2和第一原料托底料带1采用卷对卷的方式复合形成了第一边框料带3。可选地，可利用两个夹辊对第一原料边框料带2的第一边框层21和第一原料底托料带1的第一托底膜层11进行压合。需要说明的是，步骤S101和步骤S102可同时进行。

进一步地，在步骤S104之后还包括步骤：

S105、第一边框料带3经过静电发生器b，以使第一边框层21与第一托底膜层11之间具有第一胶接剂12之外的区域相互静电吸附。具体地，第一胶接剂12位于第一托底膜层11的宽度方向上的两边，从而第一边框层21的宽度方向上的两边通过第一胶接剂12粘接于第一托底膜层11，第一边框层21的宽度方向上的中部静电吸附于第一托底膜层11，进而使得第一边框层21整面贴合于第一托底膜层11。

进一步地，在步骤S105之后还包括步骤：

S106、在位于第三压合工位a1下游的第一加工工位a2，对第一边框料带3加工第一定位孔a(见图17)，从而便于后续工序中利用该第一定位孔a对第一边框料带3进行定位，有利于提高工艺精度，提升产品质量。

S107、在位于第一加工工位a2下游的第二加工工位a3，利用第一定位孔a对第一边框料带3进行定位，并将第一边框层21裁切成镂空，以在镂空区域形成上述第一活性区域212(见图18)。由于在步骤S105中第一边框层21与第一托底膜层11之间具有第一胶接剂12之外的区域相互静电吸附，使得裁切之后形成于第一活性区域212(即镂空区域)的废料依然被静电吸附于第一托底膜层11。并且，利用第一定位孔a对第一边框料带3进行定位，有利于提高对第一活性区域212的裁切精度，提升产品质量。需要说明的是，具体地，第一胶接剂12位于第一托底膜层11的宽度方向上的两边，从而第一边框层21的宽度方向上的两边通过第一胶接剂12粘接于第一托底膜层11，第一边框层21的宽度方向上的中部被裁切成镂空(此时第一边框层21并未被切断，其宽度方向的两边保持连续)，该镂空区域即为上述第一活性区域212，由于裁切形成与该第一活性区域212的废料继续静电吸附于第一托底膜层11。

S108、去除由于裁切形成于第一活性区域212的废料(见图19)，并收卷第一边框料带3，以备后续工序使用。具体地，利用放卷输出的排废料带粘除第一边框料带3的第一活性区域212的废料。

请参见图20所示，本发明的实施例中，在步骤S50之前还包括步骤：

S501、放卷输出第二原料边框料带途经第四压合工位。其中，第二原料边框料带包括第二边框层及第二离型层，该第二离型层层叠于第二边框层具有第二粘接胶层的一侧，第二离型层用于保护第二粘接胶层。可选地，第二原料边框料带可采用例如PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等耐高温膜材。

S502、放卷输出第二原料托底料带途经第四压合工位。其中，第二原料托底料带包括第二托底膜层及层叠于第二托底膜层一侧的第二保护膜层，第二托底膜层朝向第二保护膜层的一侧具有第二胶接剂，第二保护膜层用于保护第二胶接剂。具体地，第二胶接剂位于第二托底膜层在其宽度方向上的两边，且沿第二原料托底料带的长度方向纵长延伸。可选地，第二原料托底料带可采用例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等绝缘耐温材料。

S503、在第四压合工位或其上游，剥离第二保护膜层和第二离型层。

S504、在第四压合工位，压合第二边框层和第二托底膜层，形成第二边框料带8。其中，第二托底膜层通过第二胶接剂与第二边框层背离第二粘接胶层的一侧相贴合。如此，第二原料边框料带和第二原料底托料带采用卷对卷的方式复合形成了第二边框料带8。可选地，可利用两个夹辊对第二原料边框料带的第二边框层和第二原料底托料带的第二托底膜层进行压合。需要说明的是步骤S501和步骤S502可同时进行。

进一步地，在步骤S504之后还包括步骤：

S505、第二边框料带8经过静电发生器，以使第二边框层与第二托底膜层之间具有第二胶接剂之外的区域相互静电吸附。具体地，第二胶接剂位于第二托底膜层的宽度方向上的两边，从而第二边框层的宽度方向上的两边通过第二胶接剂粘接于第二托底膜层，第二边框层的宽度方向上的中部静电吸附于第二托底膜层，进而使得第二边框层整面贴合于第二托底膜层。

进一步地，在步骤S505之后还包括步骤：

S506、在位于第四压合工位下游的第三加工工位，对第二边框料带8加工第二定位孔，从而便于后续工序中利用该第二定位孔对第二边框料带8进行定位，有利于提高工艺精度，提升产品质量。

S507、在位于第三加工工位下游的第四加工工位，利用第二定位孔对第二边框料带8进行定位，并将第二边框层裁切成镂空，以在镂空区域形成上述第二活性区域。由于在步骤S505中第二边框层与第二托底膜层之间具有第二胶接剂之外的区域相互静电吸附，使得裁切之后形成于第二活性区域(即镂空区域)的废料依然被静电吸附于第二托底膜层。并且，利用第二定位孔对第二边框料带8进行定位，有利于提高对第二活性区域的裁切精度，提升产品质量。需要说明的是，具体地，第二胶接剂位于第二托底膜层的宽度方向上的两边，从而第二边框层的宽度方向上的两边通过第二胶接剂粘接于第二托底膜层，第二边框层的宽度方向上的中部被裁切成镂空(此时第二边框层并未被切断，其宽度方向的两边保持连续)，该镂空区域即为上述第二活性区域，由于裁切形成与该第二活性区域的废料继续静电吸附于第二托底膜层。

S508、去除由于裁切形成于第二活性区域的废料，并收卷第二边框料带8，以备后续工序使用。具体地，利用放卷输出的排废料带粘除第二边框料带8的第二活性区域的废料。

请参见图1、图21至图23所示，本发明的实施例中，步骤S20之前还包括步骤：

S201、放卷输出预处理CCM料带途经裁切工位a11。其中，预处理CCM料带包括背膜51及层叠于背膜51一侧的CCM层。具体地，CCM层包括PEM膜521(即质子交换膜)以及PEM膜521相对两侧的催化层522，PEM膜521为连续的膜材。

S202、在裁切工位，将CCM层裁切成多个CCM单元52，以形成CCM料带5。即只对CCM层进行裁切，不对背膜51进行裁切。

进一步地，步骤S201之前还包括步骤：

S2011、放卷输出原料CCM料带4途径分切工位a4(见图22)。其中，原料CCM料带4包括背膜51及层叠设置于背膜上的CCM层。需要说明的是，原料CCM料带4与预处理CCM料带的膜层结构可以相同，区别在于宽度方向上的尺寸不同。

S2012、在分切工位a4，对原料CCM料带4沿其宽度方向进行分切，形成预设宽度的预处理CCM料带，并收卷预处理CCM料带。如此，将原料CCM料带4分切成预设宽度的预处理CCM料带，使得预处理CCM料带在后续工序中能够与第一边框料带3和第二边框料带8在宽度上相匹配。可选地，原料CCM料带4可采用CCM条纹斑马涂布的料带，可以是多列斑马涂布也可以是单列斑马涂布。当然，在其他实施例中，原料CCM料带4也可采用CCM条纹全涂布的料带，在此不作限定。

需要说明的是，为了提高生产效率，原料CCM料带4的CCM层的PEM膜521上涂覆有至少两行催化层522，每行催化层522沿原料CCM料带4的宽度方向间隔布设。在步骤S2012中，对原料CCM料带4沿其宽度方向进行分切后得到多条预处理CCM料带，每条预处理CCM料带的CCM层的PEM膜521上具有一行催化层522。

请参见图24至图26所示，本发明的实施例中，在步骤S74之前还包括步骤：

S741、放卷输出原料GDL料带6途经制片工位a5。

S742、在该制片工位，将原料GDL料带6裁切成GDL单片61。需要说明的是，可采用闸刀、滑刀等刀具裁切工艺，也可采用激光裁切工艺对原料GDL料带6进行裁切，在此不作限定。

S743、对GDL单片61进行裁切形成GDL料片611和围绕该GDL料片611的废料，去除废料并收集GDL料片611，收集的GDL料片611供在步骤S74中使用。需要说明的是，可采用闸刀、滑刀等刀具裁切工艺，也可采用激光裁切工艺对GDL单片61进行裁切，在此不作限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种膜电极的制造方法，其特征在于，包括步骤：

放卷输出第一边框料带途经第一压合工位；所述第一边框料带包括第一托底膜层及层叠于所述第一托底膜层上的第一边框层，所述第一边框层远离所述第一托底模层的一侧涂覆有第一粘接胶层，且所述第一边框层具有多个第一活性区域，多个所述第一活性区域沿所述第一边框料带的长度方向依次间隔布设；

放卷输出CCM料带途经所述第一压合工位；所述CCM料带包括背膜及层叠于所述背膜上的多个CCM单元，多个所述CCM单元沿所述CCM料带的长度方向间隔布设；及

在所述第一压合工位，压合所述CCM料带与所述第一边框料带，形成第一复合料带；所述CCM单元通过所述第一粘接胶层逐个的粘贴于所述第一边框层的所述第一活性区域，并与所述背膜分离。

2.根据权利要求1所述的膜电极的制造方法，其特征在于，在所述第一压合工位，压合所述CCM料带与所述第一边框料带，形成第一复合料带的步骤具体包括：

所述CCM料带的所述背膜绕经夹辊组，所述夹辊组牵引所述CCM料带移动至所述CCM单元与所述第一边框料带的所述第一活性区域对齐；

所述夹辊组将所述CCM料带和所述第一边框料带压紧于加热平台；

所述夹辊组沿所述加热平台返回以将所述CCM单元粘贴于所述第一活性区域，同时所述CCM单元与所述背膜分离。

3.根据权利要求1所述的膜电极的制造方法，其特征在于，在所述第一压合工位，压合所述CCM料带与所述第一边框料带，形成第一复合料带的步骤之后还包括步骤：

放卷输出第二边框料带途经所述第一压合工位下游的第二压合工位；所述第二边框料带包括第二托底膜层及层叠于所述第二托底膜层上的第二边框层，所述第二边框层远离所述第二托底模层的一侧涂覆有第二粘接胶层，且所述第二边框层具有多个第二活性区域，多个所述第二活性区域沿所述第二边框料带的长度方向依次间隔布设；

在所述第二压合工位，对所述第二边框料带与所述第一复合料带进行定位，使得所述第二边框料带的所述第二活性区域与所述第一复合料带上的所述CCM单元对齐；

在所述第二压合工位对所述第二边框料带的所述第二粘接胶层进行点加热复合，形成第二复合料带。

4.根据权利要求3所述的膜电极的制造方法，其特征在于，所述第一边框料带开设有第一定位孔，所述第二边框料带开设有第二定位孔；

在所述第二压合工位对所述第二边框料带与所述第一复合料带进行定位，使得所述第二边框料带的所述第二活性区域与所述第一复合料带上的所述CCM单元对齐的步骤包括：

在所述第二压合工位，将定位销插入对应的所述第一定位孔和所述第二定位孔。

5.根据权利要求3所述的膜电极的制造方法，其特征在于，在所述第二压合工位对所述第二边框料带的所述第二粘接胶层进行点加热复合，形成第二复合料带的步骤之后还包括步骤：

在所述第二压合工位下游的裁切工位，对所述第二复合料带的所述第二边框料带进行裁切，以在所述第二边框料带的相邻两个所述第二活性区域之间形成第一间隙；

去除由于裁切形成于所述第一间隙的废料。

6.根据权利要求5所述的膜电极的制造方法，其特征在于，去除由于裁切形成于所述第一间隙的废料的步骤之后还包括步骤：

去除所述第二边框料带的所述第二托底膜层，去除所述第一边框料带的所述第一托底膜层。

7.根据权利要求6所述的膜电极的制造方法，其特征在于，去除所述第二边框料带的所述第二托底膜层，去除所述第一边框料带的所述第一托底膜层的步骤之后还包括步骤：

在所述裁切工位下游的热压工位，对所述第二复合料带进行热压，以激活所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层。

8.根据权利要求7所述膜电极的制造方法，其特征在于，在所述裁切工位下游的热压工位，对所述第二复合料带进行热压，以激活所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层的步骤之后还包括步骤：

在所述热压工位下游的贴片工位，在所述第二复合料带的相对两侧粘贴GDL料片，并使所述GDL料片覆盖对应所述CCM单元的区域；

在所述贴片工位下游的切断工位上，沿相邻两个所述CCM单元之间的位置将所述第二复合料带切断，以形成MEA产品。

9.根据权利要求1所述的膜电极的制造方法，其特征在于，放卷输出第一边框料带途经第一压合工位的步骤之前还包括步骤：

放卷输出第一原料边框料带途经第三压合工位；所述第一原料边框料带包括所述第一边框层及第一离型层，所述第一离型层层叠于所述第一边框层具有所述第一粘接胶层的一侧；

放卷输出第一原料托底料带途经所述第三压合工位；所述第一原料托底料带包括所述第一托底膜层及层叠于所述第一托底膜层一侧的第一保护膜层，所述第一托底膜层朝向所述第一保护膜层的一侧具有第一胶接剂；

在所述第三压合工位或其上游，剥离所述第一保护膜层和所述第一离型层；

在所述第三压合工位，压合所述第一边框层和所述第一托底膜层，形成所述第一边框料带；所述第一托底膜层通过所述第一胶接剂与所述第一边框层背离所述第一粘接胶层的一侧相贴合。

10.根据权利要求9所述的膜电极的制造方法，其特征在于，在所述第三压合工位压合所述第一边框层和所述第一托底膜层，形成所述第一边框料带的步骤之后还包括步骤：

所述第一边框料带途经静电发生器，以使所述第一边框层与所述第一托底膜层之间具有所述第一胶接剂之外的区域相互静电吸附。

11.根据权利要求10所述的膜电极的制造方法，其特征在于，所述第一边框料带经过静电发生器，以使所述第一边框层与所述第一托底膜层之间具有所述第一胶结剂之外的区域相互静电吸附的步骤之后还包括步骤：

在位于所述第三压合工位下游的第一加工工位，对所述第一边框料带加工第一定位孔；

在位于所述第一加工工位下游的第二加工工位，利用所述第一定位孔对所述第一边框料带进行定位，并将所述第一边框层裁切成镂空，以在镂空区域形成所述第一活性区域；

去除由于裁切形成于所述第一活性区域的废料，并收卷所述第一边框料带。

12.根据权利要求3所述的膜电极的制造方法，其特征在于，放卷输出第二边框料带途经第二压合工位的步骤之前还包括步骤：

放卷输出第二原料边框料带途经第四压合工位；所述第二原料边框料带包括所述第二边框层及第二离型层，所述第二离型层层叠于所述第二边框层具有所述第二粘接胶层的一侧；

放卷输出第二原料托底料带途经所述第四压合工位；所述第二原料托底料带包括所述第二托底膜层及层叠于所述第二托底膜层一侧的第二保护膜层，所述第二托底膜层朝向所述第二保护膜层的一侧具有第二胶接剂；

在所述第四压合工位或其上游，剥离所述第二保护膜层和所述第二离型层；

在所述第四压合工位，压合所述第二边框层和所述第二托底膜层，形成所述第二边框料带；所述第二托底膜层通过所述第二胶接剂与所述第二边框层背离所述第二粘接胶层的一侧相贴合。

13.根据权利要求12所述的膜电极的制造方法，其特征在于，在所述第四压合工位，压合所述第二边框层和所述第二托底膜层，形成所述第二边框料带的步骤之后还包括步骤：

所述第二边框料带途经静电发生器，以使所述第二边框层与所述第二托底膜层之间具有所述第二胶接剂之外的区域相互静电吸附。

14.根据权利要求13所述的膜电极的制造方法，其特征在于，所述第二边框料带经过静电发生器，以使所述第二边框层与所述第二托底膜层之间具有所述第二胶接剂之外的区域相互静电吸附的步骤之后还包括步骤：

在位于所述第四压合工位下游的第三加工工位，对所述第二边框料带加工第二定位孔；

在位于所述第三加工工位下游的第四加工工位，利用所述第二定位孔对所述第二边框料带进行定位，并将所述第二边框层裁切成镂空，以在镂空区域形成所述第二活性区域；

去除由于裁切形成于所述第二活性区域的废料，并收卷所述第二边框料带。

15.根据权利要求1所述的膜电极的制造方法，其特征在于，放卷输出CCM料带途经所述第一压合工位的步骤之前还包括步骤：

放卷输出预处理CCM料带途经裁切工位；所述预处理CCM料带包括所述背膜及层叠于所述背膜一侧的CCM层；

在所述裁切工位，将所述CCM层裁切成多个所述CCM单元，以形成所述CCM料带。

16.根据权利要求15所述的膜电极的制造方法，其特征在于，放卷输出预处理CCM料带途径裁切工位的步骤之前还包括步骤：

放卷输出原料CCM料带途径分切工位；

在所述分切工位，对所述原料CCM料带沿其宽度方向进行分切，形成预设宽度的所述预处理CCM料带，并收卷所述预处理CCM料带。

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