CN114843566A - 燃料电池用膜电极的生产、检测及控制的系统装置及系统方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种燃料电池用膜电极的生产、检测及控制的系统装置及系统方法。所述系统包括依次连接的催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统、CCM成品的在线生产及在线检测子系统、五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统以及七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统，所述系统还包括控制子系统，所有的在线生产及在线检测子系统均与所述控制子系统连接，所述子系统间的连接为所述子系统的在线生产单元间的连接。本发明提供的系统可实时检测膜电极全生产过程的产品状态，避免不合格的过程产品流入到下一工序，还通过控制子系统优化制备过程，以制备得到合格产品，且可实现连续性生产，减少了人力负担。

Description

燃料电池用膜电极的生产、检测及控制的系统装置及系统 方法

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，涉及一种燃料电池用膜电极的生产、检测及控制的系统装置及系统方法。

背景技术

燃料电池膜电极生产线是燃料电池膜电极质量控制、成本降低和批量生产的关键。其中，膜电极的质量控制需要依托监测设备。目前，膜电极批量生产线的检测设备不足，无法实时检测过程产品的质量，只能通过离线检测方式进行检测，例如催化剂浆料检测只能通过人工取样，然后到试验室进行检测，缺乏时效性；另外，目前的膜电极生产线只具备不合格产品识别能力和标记功能，无法对产品进行快速改善，缺乏相关膜电极生产工艺参数的在线调节功能和膜电极生产控制策略。

目前，膜电极批量生产线的检测设备不足，无法实时检测过程产品的质量，只能通过离线检测方式进行检测，例如催化剂浆料检测只能通过人工取样，然后到试验室进行检测，缺乏时效性；另外，目前的膜电极生产线只具备不合格产品识别能力和记录功能，无法对产品进行快速改善，缺乏相关膜电极生产工艺参数的在线调节功能和膜电极生产控制策略。目前膜电极批量生产线一般不包含催化剂浆料制备系统，未实现膜电极生产的全制备流程联线，生产效率有待提升，由此也导致不同制造模块有单独的控制系统，各制备过程检测信息互通性差，易造成前序不合格产品流入到下一工序，造成成本损失。

CN109904496A提出一种在燃料电池膜电极批量制备生产线上在线检测催化层担量的方法。由于目前燃料电池中常用的催化剂以铂元素为核心，因此在线检测时主要以确定铂元素的量为准。通常催化剂只存在于膜电极的催化层中，该方法主要针对所制备的催化层进行检测。具体为在膜电极生产线中引入X射线荧光光谱仪，利用光谱仪对二维区域上的铂元素的定量识别，对所制备催化层中铂元素进行定量，进而确定所生产膜电极的催化剂担量。

CN210347486U提供了一种膜电极缺陷在线检测设备，包括壳体，设置在壳体内腔底部且设置有面光源的检测台，设置在检测台上方的检测器，以及多个导向辊；所述壳体位于X向的两个侧壁上各开设有一个沿Y向延伸的开口，两个开口对称设置且高度位于检测台与检测器之间；所述导向辊用于使连续的膜电极穿过两个开口；所述检测器包括图像采集装置和激光测距仪组合，激光测距仪组合能够对膜电极整个宽度方向上的位置进行测距；检测器与上位机通信连接。

上述文献均仅对膜电极的铂载量或尺寸单一参数进行测量，缺乏膜电极批量生产过程中的过程成品的检测，且测量设备只是结果测试和记录功能，不具备工艺优化功能。

因此，如何同步实现膜电极全线制备过程中的评估以及优化，得到满足条件的性能优异的产品，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池用膜电极的生产、检测及控制的系统装置及系统方法。本发明提供的系统可实时检测膜电极全生产过程的产品状态，避免不合格的过程产品流入到下一工序，同时，本发明的系统内还设计了相应膜电极制备工艺控制策略，通过监测到的过程产品质量来调控工艺参数，优化制备过程，以制备得到合格产品，且可实现连续性生产，减少了人力负担。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置，所述系统装置包括依次连接的催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统、CCM成品的在线生产及在线检测子系统、五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统以及七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统，所述系统还包括控制子系统，所有的在线生产及在线检测子系统均与所述控制子系统连接，所述子系统间的连接为所述子系统的在线生产单元间的连接。

本发明提供的系统可实时检测膜电极全生产过程的产品状态，避免不合格的过程产品流入到下一工序，同时，本发明的系统内还设计了相应膜电极制备工艺控制策略，通过监测到的过程产品质量来调控工艺参数，优化制备过程，以制备得到合格产品，且可实现连续性生产，减少了人力负担。

本发明提供的系统，为膜电极制备的全过程，即从原料到成品，且可以实现连续化生产，且控制子系统可实现对不同结构的子系统中的产品的分析以及控制。

优选地，所述催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统包括依次连接的催化剂浆料在线生产单元和催化剂浆料在线检测单元，所述控制子系统同时连接所述催化剂浆料在线生产单元以及催化剂浆料在线检测单元。

本发明中，催化剂浆料在线生产单元、催化剂浆料在线检测单元和控制子系统间可循环实现生产检测以及分析控制的功能。

优选地，所述催化剂浆料在线检测单元包括测温仪、粒径测量仪、粘度计和固含量测量仪。

优选地，CCM成品的在线生产及在线检测子系统包括依次连接的CCM成品在线生产单元和CCM成品在线检测单元，所述控制子系统同时连接所述CCM成品在线生产单元和所述CCM成品在线检测单元。

本发明中，CCM成品在线生产单元、CCM成品在线检测单元和控制子系统间可循环实现生产检测以及分析控制的功能。

优选地，所述CCM成品在线检测单元包括高精度重量测量仪和CCD视觉检测仪。

优选地，所述五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统包括依次连接的五合一膜电极在线生产单元和五合一膜电极在线检测单元，所述控制子系统同时连接所述五合一膜电极在线生产单元和所述五合一膜电极在线检测单元。

本发明中，五合一膜电极在线生产单元、五合一膜电极在线检测单元和控制子系统间可循环实现生产检测以及分析控制的功能。

优选地，所述五合一膜电极在线检测单元包括气密性测试设备和CCD视觉检测仪。

优选地，所述七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统包括依次连接的七合一膜电极在线生产单元和七合一膜电极在线检测单元，所述控制子系统同时连接所述七合一膜电极在线生产单元和所述七合一膜电极在线检测单元。

本发明中，七合一膜电极在线生产单元、七合一膜电极在线检测单元和控制子系统间可循环实现生产检测以及分析控制的功能。

优选地，所述七合一膜电极在线检测单元包括测厚仪、开路电压测试设备和CCD视觉检测仪。

本发明提供的系统，每个子系统均可以与控制子系统间循环实现生产检测和分析控制的功能。

第二方面，一种燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法，所述系统方法采用如第一方面所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置进行，所述系统方法包括：

依次将催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统、CCM成品的在线生产及在线检测子系统、五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统以及七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统进行在线生产以及在线生产后的产品的检测，同时将检测结果通过控制子系统进行分析，并将分析结果进行反馈，如果分析结果不满足条件，则返回原子系统重新进行在线生产以及在线生产后的产品的检测，直至满足条件，进入下一个子系统的运行过程，如果满足条件，则直接进入下一个子系统的运行过程，直至得到满足条件的燃料电池用膜电极。

本发明提供的系统方法，通过第一方面的系统装置，实现了对膜电极制备全过程的实时监测以及控制，通过控制子系统，对产品进行筛选以及再处理，避免了不合格的过程产品流入到下一工序，且可通过控制子系统给出的反馈结果，对生产过程进行工艺参数的调整优化，提高了产品的合格率。

优选地，所述催化剂浆料的控制过程包括：

将在线生产得到的催化剂浆料依次进行浆料温度、浆料粒径、浆料粘度和浆料固含量的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行催化剂浆料的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，进行下一个子系统的运行。

本发明中，利用催化剂浆料在线检测单元检测出催化剂浆料温度、浆料粒径、浆料粘度和浆料固含量数据，通过控制子系统判断催化剂浆料温度、浆料粒径、浆料粘度和浆料固含量是否满足设计要求，如果满足要求，将浆料传送到CCM成品制备工序；如果浆料不满足设计要求，需快速优化制浆工艺参数(如搅拌转速、搅拌时间、冷却液温度、冷却液流量等)，以制备出满足设计要求的催化剂浆料。

优选地，所述CCM成品的控制过程包括：

将在线生产得到的CCM成品依次进行成品重量和成品表面状态的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行CCM成品的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，进行下一个子系统的运行。

本发明中，利用CCM成品在线检测单元检测出CCM成品重量和表面状态数据，通过控制子系统判断CCM成品重量和表面状态是否满足设计要求，如果满足要求，将CCM成品传送到五合一膜电极制备工序；如果CCM成品不满足设计要求，需快速优化CCM成品制备工艺参数(如以喷涂工艺为例，包括雾化功率、进料速率、干燥温度、喷涂速率、喷涂路径、喷涂层数等)，以制备出满足设计要求的CCM成品。

优选地，所述CCM成品的控制过程还包括质子交换膜的状态监测过程。

本发明中，通过对质子交换膜的重量的测试，利用CCM重量和质子交换膜的重量可以计算出CCM的催化层中的铂载量。

优选地，所述五合一膜电极的控制过程包括：

将在线生产得到的五合一膜电极依次进行气密性、外形尺寸和边框内是否存在气泡的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行五合一膜电极的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，进行下一个子系统的运行。

本发明中，利用五合一膜电极在线检测单元检测出五合一膜电极的气密性、外形尺寸和边框封装情况，通过控制子系统判断五合一膜电极的气密性、外形尺寸和边框封装情况是否满足设计要求，如果满足要求，将五合一膜电极传送到七合一膜电极制备工序；如果五合一膜电极不满足设计要求，需快速优化五合一膜电极制备工艺参数(如封装压力、封装时间、封装温度等)，以制备出满足设计要求的五合一膜电极。

优选地，所述七合一膜电极的控制过程包括：

将在线生产得到的七合一膜电极依次进行厚度和外形尺寸的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行七合一膜电极的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，得到燃料电池用膜电极。

本发明中，利用七合一膜电极在线检测单元检测出七合一膜电极的厚度、外形尺寸和气体扩散层位置，通过控制子系统判断七合一膜电极的厚度、外形尺寸和气体扩散层位置是否满足设计要求，如果满足要求，将七合一膜电极传送到成品区；如果七合一膜电极不满足设计要求，需快速优化七合一膜电极制备工艺参数(如复合压力、复合时间、裁切压力等)，以制备出满足设计要求的七合一膜电极。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的系统可实时检测膜电极全生产过程的产品状态，避免不合格的过程产品流入到下一工序，同时，本发明的系统内还设计了相应膜电极制备工艺控制策略，通过监测到的过程产品质量来调控工艺参数，优化制备过程，以制备得到合格产品，且可实现连续性生产，减少了人力负担。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中膜电极生产的具体流程示意图。

图2为本发明一个具体实施方式中燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置的流程示意图。

图3为本发明一个具体实施方式中燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置的具体地流程示意图。

图4为本发明另一个具体实施方式中燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法的具体示意图。

图5为本发明另一个具体实施方式中燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法的具体示意图。

图6为本发明另一个具体实施方式中催化剂浆料的具体控制过程的示意图。

图7为本发明另一个具体实施方式中CCM成品的具体控制过程的示意图。

图8为本发明另一个具体实施方式中五合一膜电极的具体控制过程的示意图。

图9为本发明另一个具体实施方式中七合一膜电极的具体控制过程的示意图。

其中，1-催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统，2-CCM成品的在线生产及在线检测子系统，3-五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统，4-七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统，5-控制子系统。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

本发明提供的膜电极，为常规结构的膜电极结构，膜电极从阴极到阳极依次包括阴极气体扩散层、第一边框、阴极催化层、质子交换膜、阳极催化层、第二边框和阳极气体扩散层，其制备过程如下：

本发明提供一种膜电极生产的具体流程以及制备细节：

膜电极批量生产流程主要包括物料称量、催化剂浆料制备、CCM(催化剂涂覆层)制备、边框封装(五合一膜电极)和GDL(气体扩散层)复合(七合一膜电极)，批量生产流程图如图1所示，详细制备步骤如下：

(1)物料称量：通过机械手、管道等物料提取工具将催化剂、离聚物溶液、有机溶剂、去离子水等物料转运到称量设备中进行物料称量，并将物料质量信息反馈到膜电极生产线的控制系统内。

(2)催化剂浆料制备：通过研磨机、搅拌器、超声波震荡仪等设备对称量好的物料进行研磨、搅拌等操作，完成阴、阳极催化剂浆料制备。

(3)CCM制备：通过超声喷涂仪、丝网印刷设备、气相沉积仪、狭缝涂布设备、转印设备等设备将制备好的阴、阳极催化剂浆料制备到质子交换膜上，完成CCM成品制备；

(4)边框封装：通过辊压机、热压机等设备将CCM产品和裁切好的边框进行压合封装，完后五合一膜电极制备；

(5)七合一膜电极制备：通过辊压机、冷压机等设备将五合一膜电极和GDL(气体扩散层)进行复合，完成七合一膜电极制备，最后得到膜电极成品。

目前膜电极批量生产线一般不包含催化剂浆料制备系统，未实现膜电极生产的全制备流程联线，生产效率有待提升，由此也导致不同制造模块有单独的控制系统，各制备过程检测信息互通性差，易造成前序不合格产品流入到下一工序，造成成本损失。

本发明提供了一种完备的膜电极批量生产线以及在线检测系统装置，可实时检测膜电极全生产过程(催化剂浆料制备、CCM成品制备、五合一膜电极制备和七合一膜电极制备)的过程产品状态，避免不合格的过程产品流入到下一工序，同时，本发明还加入了控制子系统内，控制子系统内设计了相应膜电极制备工艺控制策略，通过监测到的过程产品质量来控制优化工艺参数，以制备合格产品。

在一个具体实施方式中，本发明提供一种燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置，如图2所示，系统装置包括依次连接的催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统1、CCM成品的在线生产及在线检测子系统2、五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统3以及七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统4，所述系统还包括控制子系统5，所有的在线生产及在线检测子系统均与所述控制子系统5连接，所述子系统间的连接为所述子系统的在线生产单元间的连接。

具体地，如图3所示(图3示出了具体实施方式中燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置的具体地流程示意图)：

催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统1包括依次连接的催化剂浆料在线生产单元和催化剂浆料在线检测单元，控制子系统5同时连接所述催化剂浆料在线生产单元以及催化剂浆料在线检测单元，进一步地，所述催化剂浆料在线检测单元包括测温仪、粒径测量仪、粘度计和固含量测量仪。

CCM成品的在线生产及在线检测子系统2包括依次连接的CCM成品在线生产单元和CCM成品在线检测单元，控制子系统5同时连接所述CCM成品在线生产单元和所述CCM成品在线检测单元，进一步地，所述CCM成品在线检测单元包括高精度重量测量仪和CCD视觉检测仪。

五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统3包括依次连接的五合一膜电极在线生产单元和五合一膜电极在线检测单元，控制子系统5同时连接所述五合一膜电极在线生产单元和所述五合一膜电极在线检测单元，进一步地，所述五合一膜电极在线检测单元包括气密性测试设备和CCD视觉检测仪。

七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统4包括依次连接的七合一膜电极在线生产单元和七合一膜电极在线检测单元，控制子系统5同时连接所述七合一膜电极在线生产单元和所述七合一膜电极在线检测单元，进一步地，所述七合一膜电极在线检测单元包括测厚仪、开路电压测试设备和CCD视觉检测仪。

在另一个具体实施方式中，本发明提供一种采用如上一具体实施方式中提供的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置进行的系统方法，所述系统方法包括：

依次将催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统1、CCM成品的在线生产及在线检测子系统2、五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统3以及七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统4进行在线生产以及在线生产后的产品的检测，同时将检测结果通过控制子系统5进行分析，并将分析结果进行反馈，如果分析结果不满足条件，则返回原子系统重新进行在线生产以及在线生产后的产品的检测，直至满足条件，进入下一个子系统的运行过程，如果满足条件，则直接进入下一个子系统的运行过程，直至得到满足条件的燃料电池用膜电极。

具体地，图4示出了本发明中燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法的具体示意图。

其中，如图6所示，催化剂浆料的控制过程包括：

将在线生产得到的催化剂浆料依次进行浆料温度、浆料粒径、浆料粘度和浆料固含量的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行催化剂浆料的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，进行下一个子系统的运行。

利用催化剂浆料在线检测单元检测出催化剂浆料温度、浆料粒径、浆料粘度和浆料固含量数据，通过控制子系统判断催化剂浆料温度、浆料粒径、浆料粘度和浆料固含量是否满足设计要求，如果满足要求，将浆料传送到CCM成品制备工序；如果浆料不满足设计要求，需快速优化制浆工艺参数(如搅拌转速、搅拌时间、冷却液温度、冷却液流量等)，以制备出满足设计要求的催化剂浆料。

进一步地，如图7所示，CCM成品的控制过程包括：

将在线生产得到的CCM成品依次进行成品重量和成品表面状态的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行CCM成品的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，进行下一个子系统的运行。

利用CCM成品在线检测单元检测出CCM成品重量和表面状态数据，通过控制子系统判断CCM成品重量和表面状态是否满足设计要求，如果满足要求，将CCM成品传送到五合一膜电极制备工序；如果CCM成品不满足设计要求，需快速优化CCM成品制备工艺参数(如以喷涂工艺为例，包括雾化功率、进料速率、干燥温度、喷涂速率、喷涂路径、喷涂层数等)，以制备出满足设计要求的CCM成品。

更进一步地，CCM成品的控制过程还包括质子交换膜的监测过程(加入质子交换膜后，具体的系统方法示意图如图5所示)。

本发明中，CCM成品要与质子交换膜进行复合，因此，可对质子交换膜同样进行调控，主要是对其重量的测试，重量满足条件即可。

进一步地，如图8所示，五合一膜电极的控制过程包括：

将在线生产得到的五合一膜电极依次进行气密性、外形尺寸和边框内是否存在气泡的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行五合一膜电极的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，进行下一个子系统的运行。

利用五合一膜电极在线检测单元检测出五合一膜电极的气密性、外形尺寸和边框封装情况，通过控制子系统判断五合一膜电极的气密性、外形尺寸和边框封装情况是否满足设计要求，如果满足要求，将五合一膜电极传送到七合一膜电极制备工序；如果五合一膜电极不满足设计要求，需快速优化五合一膜电极制备工艺参数(如封装压力、封装时间、封装温度等)，以制备出满足设计要求的五合一膜电极。

进一步地，如图9所示，七合一膜电极的控制过程包括：

将在线生产得到的七合一膜电极依次进行厚度和外形尺寸的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行七合一膜电极的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，得到燃料电池用膜电极。

本发明中，利用七合一膜电极在线检测单元检测出七合一膜电极的厚度、外形尺寸和气体扩散层位置，通过控制子系统判断七合一膜电极的厚度、外形尺寸和气体扩散层位置是否满足设计要求，如果满足要求，将七合一膜电极传送到成品区；如果七合一膜电极不满足设计要求，需快速优化七合一膜电极制备工艺参数(如复合压力、复合时间、裁切压力等)，以制备出满足设计要求的七合一膜电极。

需要说明，本发明中膜电极结构中的制备过程中所用到的原料以及配比等均与常规生产线中一致，即本发明无需额外再调整具体的制备过程。

实施例1

本实施例提供一种燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置，基于具体实施方法中的系统：

其中，膜电极从阴极到阳极依次包括阴极气体扩散层、第一边框、阴极催化层、质子交换膜、阳极催化层、第二边框和阳极气体扩散层，其中各个结构中原料的种类以及配比如表1所示，各个结构的生产依据表1中的配制进设置。

本实施例还提供一种燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法，基于另一个具体实施方式中的系统方法。

本实施例通过提供的系统装置进行在线生产、在线检测及同步控制的过程，最终得到的膜电极结构中的各个参数设置如表1中所示。

表1

综上，本发明提供的系统可实时检测膜电极全生产过程的产品状态，避免不合格的过程产品流入到下一工序，同时，本发明的系统内还设计了相应膜电极制备工艺控制策略，通过监测到的过程产品质量来调控工艺参数，优化制备过程，以制备得到合格产品，且可实现连续性生产，减少了人力负担。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置，其特征在于，所述系统装置包括依次连接的催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统、CCM成品的在线生产及在线检测子系统、五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统以及七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统，所述系统还包括控制子系统，所有的在线生产及在线检测子系统均与所述控制子系统连接，所述子系统间的连接为所述子系统的在线生产单元间的连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置，其特征在于，所述催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统包括依次连接的催化剂浆料在线生产单元和催化剂浆料在线检测单元，所述控制子系统同时连接所述催化剂浆料在线生产单元以及催化剂浆料在线检测单元；

优选地，所述催化剂浆料在线检测单元包括测温仪、粒径测量仪、粘度计和固含量测量仪。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置，其特征在于，CCM成品的在线生产及在线检测子系统包括依次连接的CCM成品在线生产单元和CCM成品在线检测单元，所述控制子系统同时连接所述CCM成品在线生产单元和所述CCM成品在线检测单元；

优选地，所述CCM成品在线检测单元包括高精度重量测量仪和CCD视觉检测仪。

4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置，其特征在于，所述五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统包括依次连接的五合一膜电极在线生产单元和五合一膜电极在线检测单元，所述控制子系统同时连接所述五合一膜电极在线生产单元和所述五合一膜电极在线检测单元；

优选地，所述五合一膜电极在线检测单元包括气密性测试设备和CCD视觉检测仪。

5.根据权利要求1-4任一项所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置，其特征在于，所述七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统包括依次连接的七合一膜电极在线生产单元和七合一膜电极在线检测单元，所述控制子系统同时连接所述七合一膜电极在线生产单元和所述七合一膜电极在线检测单元；

优选地，所述七合一膜电极在线检测单元包括测厚仪、开路电压测试设备和CCD视觉检测仪。

6.一种燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法，其特征在于，所述系统方法采用如权利要求1-5任一项所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统装置进行，所述系统方法包括：

依次将催化剂浆料的在线生产及在线检测子系统、CCM成品的在线生产及在线检测子系统、五合一膜电极的在线生产及在线检测子系统以及七合一膜电极的在线生产及在线检测子系统进行在线生产以及在线生产后的产品的检测，同时将检测结果通过控制子系统进行分析，并将分析结果进行反馈，如果分析结果不满足条件，则返回原子系统重新进行在线生产以及在线生产后的产品的检测，直至满足条件，进入下一个子系统的运行过程，如果满足条件，则直接进入下一个子系统的运行过程，直至得到满足条件的燃料电池用膜电极。

7.根据权利要求6所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法，其特征在于，所述催化剂浆料的控制过程包括：

将在线生产得到的催化剂浆料依次进行浆料温度、浆料粒径、浆料粘度和浆料固含量的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行催化剂浆料的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，进行下一个子系统的运行。

8.根据权利要求6或7所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法，其特征在于，所述CCM成品的控制过程包括：

将在线生产得到的CCM成品依次进行成品重量和成品表面状态的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行CCM成品的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，进行下一个子系统的运行；

优选地，所述CCM成品的控制过程还包括质子交换膜的控制过程。

9.根据权利要求6-8任一项所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法，其特征在于，所述五合一膜电极的控制过程包括：

将在线生产得到的五合一膜电极依次进行气密性、外形尺寸和边框内是否存在气泡的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行五合一膜电极的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，进行下一个子系统的运行。

10.根据权利要求6-9任一项所述的燃料电池用膜电极的在线生产、在线检测及同步控制的系统方法，其特征在于，所述七合一膜电极的控制过程包括：

将在线生产得到的七合一膜电极依次进行厚度和外形尺寸的检测，将每次检测结果均反馈至所述控制子系统中，由控制子系统进行分析，如果分析得到的结果不满足条件，则返回重新进行七合一膜电极的在线生产以及在线检测，直至满足条件，进行下一项检测，如果满足条件，则直接进行下一项检测，直至检测全部完成，得到燃料电池用膜电极。

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