CN116651685B - 一种燃料电池石墨双极板的浸渗系统及浸渗方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池浸渗技术领域，公开了一种燃料电池石墨双极板的浸渗系统及浸渗方法，包括加工库室，加工库室设置有第一冷却室和第二冷却室，第一冷却室的温度低于第二冷却室的温度；第一冷却室内设置有用于存储胶水的储胶机构；第二冷却室内设置有输送机构，沿输送机构的输送方向依次设置有浸渗机构、中转缓存机构和清洁机构；储胶机构连接有供胶管道，供胶管道排布于第一冷却室内。本浸渗系统利用第一冷却室的室温长期对浸渗胶水起到冷却作用，进行胶水的储存和输送，冷却效果好，保证浸渗的胶水不易发生固化，提高浸渗效果；同时各个加工结构分别横向空间排布于加工库室内，从而减少整体的空间高度，提高适用范围，有利于减少能耗。

Description

一种燃料电池石墨双极板的浸渗系统及浸渗方法

技术领域

本发明涉及电池浸渗技术领域，尤其涉及一种燃料电池石墨双极板的浸渗系统及浸渗方法。

背景技术

燃料电池多采用石墨双极板，石墨双极板采用膨胀石墨作为材料，由于膨胀石墨是多孔材料，为了保证双极板的阻气特性，石墨双极板必须经过燃料电池石墨双极板的浸渗方法处理。石墨双极板接触的介质流速较高，长时间的工作会造成腐蚀、分化、开裂、透气等失效，尤其氢气介质渗透性强，极板失效会造成性能损失和安全的隐患，经过浸渗处理的石墨双极板的性能可以得到显著提升。

现有燃料电池的石墨双极板的浸渗方法采用冷却水循环对胶水及胶水输送管道进行冷却，浸渗罐采用夹层通水进行冷却，加上保温层，一共3层结构，造价成本高，体积大，占用空间高度高，不适用于高度小于4米的楼层，因此使用环境受限，同时厂房高度太高，导致恒温恒湿条件的能耗太高，成本增加。

鉴于此，需要现有技术中的浸渗系统加以改进，以解决其占用高度空间较大，能耗高的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池石墨双极板的浸渗系统及浸渗方法，解决以上的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种燃料电池石墨双极板的浸渗系统，包括加工库室，所述加工库室沿其长度方向依次设置有第一冷却室和第二冷却室，其中，所述第一冷却室的温度低于所述第二冷却室的温度设置；

所述第一冷却室内设置有用于存储胶水的储胶机构；

所述第二冷却室内设置有输送机构，沿所述输送机构的输送方向依次设置有用于对石墨双极板进行浸渗的浸渗机构、用于放置石墨双极板的中转缓存机构、用于对石墨双极板进行处理的清洁机构；

所述储胶机构连接有供胶管道，所述供胶管道沿着预设的路径排布于所述第一冷却室内，且其一端与所述浸渗机构连接。

可选的，所述储胶机构包括若干个并排设置的第一储液罐，所述供胶管道上设置有分配组件，所述分配组件包括控制阀和若干个接口，每个所述接口分别连接有一个所述第一储液罐；所述控制阀用于控制所述接口的开启或关闭。

可选的，所述浸渗机构包括浸渗罐和设于所述浸渗罐一侧的第二储液罐，所述浸渗罐的下方设置有用于收集胶水的滴胶盘；所述第二储液罐通过所述供胶管道与所述第一储液罐连通；

所述浸渗罐的一端设置有开口部，所述开口部安装有端盖；所述浸渗罐内容置有用于放置石墨双极板的吊篮组件；

所述浸渗罐的侧壁上开设有若干个依次排布的进液口，若干个所述进液口分别与所述第二储液罐连通；所述进液口的一侧设置有气路接口，所述气路接口连接有气源组件，所述气源组件用于控制所述浸渗罐内的气压。

可选的，所述浸渗机构的数量为两个，两个所述浸渗机构沿着所述输送机构的输送方向依次设置。

可选的，所述清洁机构包括用于对石墨双极板进行清洗工作的清洗槽组件和用于对石墨双极板进行漂洗工作的漂洗槽组件，所述清洗槽组件和所述漂洗槽组件依次沿着所述输送机构的输送方向并排地设置。

可选的，所述输送机构的一端延伸至所述加工库室的外部并对应设置有下料机构；

所述加工库室的一侧壁上开设有用于供所述输送机构穿过的窗口部，所述窗口部设置开关组件，所述开关组件用于开启或关闭所述窗口部。

可选的，所述输送机构包括设置于所述第二冷却室内的第一输送组件，以及设置于所述加工库室外的第二输送组件；所述第一输送组件和第二输送组件之间设置有过渡输送组件；

所述第一输送组件包括桁架，以及滑动连接于所述桁架的机械手组件，所述机械手组件的驱动端设置有夹具组件。

可选的，所述下料机构的一侧还设置有固化机构和烘干机构；

所述固化机构包括供水组件和喷淋组件，所述供水组件用于对水加温至预设温度并供给给所述喷淋组件，所述喷淋组件用于对固化机构内的石墨双极板进行加热固化；

所述烘干机构包括烘干腔室和热风组件，所述烘干腔室的内侧壁上开设有出风孔，所述热风组件产生热风并通过所述出风孔输送至所述烘干腔室内的石墨双极板上。

本发明提供了一种燃料电池石墨双极板的浸渗方法，应用于如上所述的浸渗系统，具体包括：

步骤一，所述输送机构对石墨双极板进行上料至浸渗机构内，对所述浸渗机构进行抽真空工作；

步骤二，所述储胶机构运行以对所述浸渗机构内的石墨双极板进行浸渗胶供给，对浸渗机构进行真空保压工作；

步骤三，对所述浸渗机构进行通入气压至预设气压值，完成浸渗工作，以形成浸渗的石墨双极板；

步骤四，所述输送机构对浸渗的石墨双极板进行取料至中转缓存机构处，等待对石墨双极板依次进行清洗工作和漂洗工作，以形成清洁的石墨双极板。

可选的，所述燃料电池石墨双极板的浸渗方法还包括：

步骤五，对清洁的石墨双极板依次进行固化和烘干后，进行下料工作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：加工时，储胶机构运行以通过供胶管道对浸渗机构进行供胶工作，其中，储胶机构处于第一冷却室内能够长期对其内的胶水进行冷却，且输送过程中始终处于第一冷却室内，使得通过供胶管道供给给浸渗机构胶水具有较低的温度，从而保证浸渗效果；进一步的，浸渗完成后的石墨双极板通过中转缓存机构进行缓存，并且对石墨双极板内的胶水起到初步固化的作用，再进行对石墨双极板的清洁处理工作，清洁机构位于第二冷却室，使浸渗胶水与清洗剂不会发生反应，保证石墨双极板的浸渗质量；本浸渗系统利用第一冷却室的室温长期对浸渗胶水起到冷却作用，进行胶水的储存和输送，冷却效果好，保证浸渗的胶水不易发生固化，提高浸渗效果；同时各个加工结构分别横向空间排布于加工库室内，从而减少整体的空间高度，提高适用范围，有利于减少能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实施例中浸渗系统的整体结构示意图；

图2为本实施例中浸渗系统的浸渗机构的结构示意图。

图示说明：加工库室1、第一冷却室11、第二冷却室12、窗口部13、储胶机构2、输送机构3、浸渗机构4、中转缓存机构5、清洁机构6、供胶管道22、第一储液罐21、浸渗罐41、第二储液罐42、滴胶盘43、端盖44、吊篮组件45、进液口46、气路接口47、清洗槽组件61、漂洗槽组件62、下料机构7、第一输送组件31、第二输送组件32、过渡输送组件33、桁架311、机械手组件312、固化机构8、烘干机构9。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

本发明实施例提供了一种浸渗系统，包括加工库室1，所述加工库室1沿其长度方向依次设置有第一冷却室11和第二冷却室12，其中，所述第一冷却室11的温度低于所述第二冷却室12的温度设置；其中优选的，第一冷却室11内的温度为0~5℃，所述第二冷却室12内的温度为5~8℃；实际情况中，第二冷却室12远离第一冷却室11的一侧温度可能高于5~8℃，但是应该控制在5℃~15℃的范围内较佳；

需要说明的是，本方案中的温度限定仅针对于燃料电池的石墨双极板的浸渗工艺环节提出，主要适用该前提下的加工系统；

所述第一冷却室11内设置有用于存储胶水的储胶机构2；所述第二冷却室12内设置有输送机构3，沿所述输送机构3的输送方向依次设置有用于对石墨双极板进行浸渗的浸渗机构4、用于放置石墨双极板的中转缓存机构5、用于对石墨双极板进行处理的清洁机构6；所述储胶机构2连接有供胶管道22，所述供胶管道22沿着预设的路径排布于所述第一冷却室11内，且其一端与所述浸渗机构4连接；

需要说明的是，被浸渗的石墨双极板为燃料电池的石墨双极板；其中，浸渗又称含浸、浸透、渗透、浸渍，是一种微孔或细缝渗透密封工艺，将密封介质通过自然渗透、抽真空和加压等方法渗入微孔（细缝）中，将缝隙充满然后通过冷却或加热的方法将缝隙里的密封介质固定，达到密封缝隙的作用。

本发明的工作原理为：加工时，所述储胶机构2运行以通过供胶管道22对所述浸渗机构4进行供胶工作，其中，储胶机构2处于第一冷却室11内能够长期对其内的胶水进行冷却，且输送过程中始终处于第一冷却室11内，使得通过供胶管道22供给给浸渗机构4胶水具有较低的温度，从而保证浸渗效果；进一步的，浸渗完成后的石墨双极板通过中转缓存机构5进行缓存，并且对石墨双极板内的胶水起到初步固化的作用，再进行对石墨双极板的清洁处理工作，清洁机构6位于第二冷却室12，使浸渗胶水与清洗剂不会发生反应，保证石墨双极板的浸渗质量；相较于现有技术中的浸渗系统，本浸渗系统利用第一冷却室的室温长期对浸渗胶水起到冷却作用，进行胶水的储存和输送，冷却效果好，保证浸渗的胶水不易发生固化，提高浸渗效果；同时各个加工结构分别横向空间排布于加工库室内，从而减少整体的空间高度，提高适用范围，有利于减少能耗。

在本实施例中，所述储胶机构2包括若干个并排设置的第一储液罐21，所述供胶管道22上设置有分配组件，所述分配组件包括控制阀和若干个接口，每个所述接口分别连接有一个所述第一储液罐21；所述控制阀用于控制所述接口的开启或关闭。

需要说明的是，本方案中的储胶机构2通过设置有多个第一储液罐21的方式来存储胶水，能够储存足量的胶水进行预冷却，从而在浸渗过程中能够持续输送浸渗胶水；并通过控制阀控制对应接口的开启或关闭，从而实现对于不同供胶的第一储液罐21切换。

此外，第一储液罐21的供胶方式还可以为与第二储液罐42相匹配，一个第一储液罐21对应给一个第二储液罐42进行特定的供胶。

进一步说明的是，所述浸渗机构4包括浸渗罐41和设于所述浸渗罐41一侧的第二储液罐42，所述浸渗罐41的下方设置有用于收集胶水的滴胶盘43；所述第二储液罐42通过所述供胶管道22与所述第一储液罐21连通；所述滴胶盘43用于回收从浸渗罐41中滴落的废液；

所述浸渗罐41的一端设置有开口部，所述开口部安装有端盖44；所述浸渗罐41内容置有用于放置石墨双极板的吊篮组件45；其中，吊篮组件45为镂空支架结构，作为石墨双极板的载体，且在加工过程中，输送机构3输送的为吊篮组件45和石墨双极板的整体；

所述浸渗罐41的侧壁上开设有若干个依次排布的进液口46，若干个所述进液口46分别与所述第二储液罐42连通；所述进液口46的一侧设置有气路接口47，所述气路接口47连接有气源组件，所述气源组件用于控制所述浸渗罐41内的气压。其中，为了进一步减少浸渗系统的空间高度，设置浸渗罐41为横向排布于第一冷却室11内，进液口46设置于所述浸渗罐41的下侧壁；一方面能够提供一定的液体压力，便于输送，另一方面能够使沉在下方的冷的胶水进行输出。

需要说明的是，本方案中的浸渗罐41需要通过进行抽真空和加压工作来辅助完成浸渗工作，因此本方案中设置了气路接口47连接气源组件，通过气源组件的运行来调控浸渗罐41内的气压。

在本实施例中，所述浸渗机构4的数量为两个，两个所述浸渗机构4沿着所述输送机构3的输送方向依次设置。结合图1和图2所示，本方案中的两个浸渗机构4并排设置，能够同时对两组吊篮组件45内的石墨双极板进行浸渗工作，有利于提高工作效率。

在本实施例中，所述清洁机构6包括用于对石墨双极板进行清洗工作的清洗槽组件61和用于对石墨双极板进行漂洗工作的漂洗槽组件62，所述清洗槽组件61和所述漂洗槽组件62依次沿着所述输送机构3的输送方向并排地设置。即石墨双极板在完成浸渗工作后，通过清洗槽组件61和漂洗槽组件62依次完成清洗工作和漂洗工作；其中清洗槽组件61和漂洗槽组件62分别包括两个并排设置的槽体，从而形成双重清洁效果。

在本实施例中，所述输送机构3的一端延伸至所述加工库室1的外部并对应设置有下料机构7；所述加工库室1的一侧壁上开设有用于供所述输送机构3穿过的窗口部13，所述窗口部13设置开关组件，所述开关组件用于开启或关闭所述窗口部13；通过窗口部13来保证加工库室1的气密性，保证第二冷却室12内不会因为输送机构3的输送石墨双极板而导致温度上升，起到保温的作用。

进一步说明的是，所述输送机构3包括设置于所述第二冷却室12内的第一输送组件31，以及设置于所述加工库室1外的第二输送组件32；所述第一输送组件31和第二输送组件32之间设置有过渡输送组件33；

所述第一输送组件31包括桁架311，以及滑动连接于所述桁架311的机械手组件312，所述机械手组件312的驱动端设置有夹具组件；其中，第二输送组件32的结构和所述第一输送组件31的结构相同，均通过机械手组件312来带动吊篮组件45移动。

在本实施例中，所述下料机构7的一侧还设置有固化机构8和烘干机构9；所述固化机构8包括供水组件和喷淋组件，所述供水组件用于对水加温至预设温度并供给给所述喷淋组件，所述喷淋组件用于对固化机构8内的石墨双极板进行加热固化；所述烘干机构9包括烘干腔室和热风组件，所述烘干腔室的内侧壁上开设有出风孔，所述热风组件产生热风并通过所述出风孔输送至所述烘干腔室内的石墨双极板上。

实施例二：

本发明还提供了一种燃料电池石墨双极板的浸渗方法，应用于如上所述的浸渗系统，具体包括：

步骤一，所述输送机构3对石墨双极板进行上料至浸渗机构4内，对所述浸渗机构4进行抽真空工作；

步骤二，所述储胶机构2运行以对所述浸渗机构4内的石墨双极板进行浸渗胶供给，对浸渗机构4进行真空保压工作；其中，浸渗抽真空度要求为不高于300pa，浸渗压力范围为0.5~1.0Mpa，实际压力为0.6Mpa，可根据实际进行调整实际压力值；

步骤三，对所述浸渗机构4进行通入气压至预设气压值，完成浸渗工作，以形成浸渗的石墨双极板；

步骤四，所述输送机构3对浸渗的石墨双极板进行取料至中转缓存机构5处，等待对石墨双极板依次进行清洗工作和漂洗工作，以形成清洁的石墨双极板；

步骤五，对清洁的石墨双极板依次进行固化和烘干后，进行下料工作。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种燃料电池石墨双极板的浸渗系统，其特征在于，包括加工库室，所述加工库室沿其长度方向依次设置有第一冷却室和第二冷却室，其中，所述第一冷却室的温度低于所述第二冷却室的温度设置；所述第一冷却室内的温度为0~5℃，所述第二冷却室内的温度为5~8℃；

所述第一冷却室内设置有用于存储胶水的储胶机构；

所述第二冷却室内设置有输送机构，沿所述输送机构的输送方向依次设置有用于对石墨双极板进行浸渗的浸渗机构、用于放置石墨双极板的中转缓存机构、用于对石墨双极板进行处理的清洁机构；

所述储胶机构连接有供胶管道，所述供胶管道沿着预设的路径排布于所述第一冷却室内，且其一端与所述浸渗机构连接；

所述储胶机构包括若干个并排设置的第一储液罐，所述供胶管道上设置有分配组件，所述分配组件包括控制阀和若干个接口，每个所述接口分别连接有一个所述第一储液罐；所述控制阀用于控制所述接口的开启或关闭；

所述浸渗机构包括浸渗罐和设于所述浸渗罐一侧的第二储液罐，所述浸渗罐的下方设置有用于收集胶水的滴胶盘；所述第二储液罐通过所述供胶管道与所述第一储液罐连通；设置浸渗罐为横向排布于第一冷却室内，进液口设置于所述浸渗罐的下侧壁；

所述浸渗罐的一端设置有开口部，所述开口部安装有端盖；所述浸渗罐内容置有用于放置石墨双极板的吊篮组件；

所述浸渗罐的侧壁上开设有若干个依次排布的进液口，若干个所述进液口分别与所述第二储液罐连通；所述进液口的一侧设置有气路接口，所述气路接口连接有气源组件，所述气源组件用于控制所述浸渗罐内的气压；

所述输送机构的一端延伸至所述加工库室的外部并对应设置有下料机构；

所述加工库室的一侧壁上开设有用于供所述输送机构穿过的窗口部，所述窗口部设置开关组件，所述开关组件用于开启或关闭所述窗口部；

所述输送机构包括设置于所述第二冷却室内的第一输送组件，以及设置于所述加工库室外的第二输送组件；所述第一输送组件和第二输送组件之间设置有过渡输送组件；

所述第一输送组件包括桁架，以及滑动连接于所述桁架的机械手组件，所述机械手组件的驱动端设置有夹具组件。

2.根据权利要求1所述的燃料电池石墨双极板的浸渗系统，其特征在于，所述浸渗机构的数量为两个，两个所述浸渗机构沿着所述输送机构的输送方向依次设置。

3.根据权利要求1所述的燃料电池石墨双极板的浸渗系统，其特征在于，所述清洁机构包括用于对石墨双极板进行清洗工作的清洗槽组件和用于对石墨双极板进行漂洗工作的漂洗槽组件，所述清洗槽组件和所述漂洗槽组件依次沿着所述输送机构的输送方向并排地设置。

4.根据权利要求1所述的燃料电池石墨双极板的浸渗系统，其特征在于，所述下料机构的一侧还设置有固化机构和烘干机构；

所述固化机构包括供水组件和喷淋组件，所述供水组件用于对水加温至预设温度并供给给所述喷淋组件，所述喷淋组件用于对固化机构内的石墨双极板进行加热固化；

所述烘干机构包括烘干腔室和热风组件，所述烘干腔室的内侧壁上开设有出风孔，所述热风组件产生热风并通过所述出风孔输送至所述烘干腔室内的石墨双极板上。

5.一种燃料电池石墨双极板的浸渗方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任一项所述的浸渗系统，具体包括：

步骤一，所述输送机构对石墨双极板进行上料至浸渗机构内，对所述浸渗机构进行抽真空工作；

步骤二，所述储胶机构运行以对所述浸渗机构内的石墨双极板进行浸渗胶供给，对浸渗机构进行真空保压工作；

步骤三，对所述浸渗机构进行通入气压至预设气压值，完成浸渗工作，以形成浸渗的石墨双极板；

步骤四，所述输送机构对浸渗的石墨双极板进行取料至中转缓存机构处，等待对石墨双极板依次进行清洗工作和漂洗工作，以形成清洁的石墨双极板。

6.根据权利要求5所述的燃料电池石墨双极板的浸渗方法，其特征在于，还包括：

步骤五，对清洁的石墨双极板依次进行固化和烘干后，进行下料工作。