CN218471999U - 催化剂转印装置及ccm加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种催化剂转印装置及CCM加工设备，催化剂转印装置包括第一工作辊、第二工作辊、第一支撑组件及第二支撑组件。在第一支撑组件及第二支撑组件的支撑作用下，第一工作辊及第二工作辊在转印过程中不易发生弯曲。而且，由于增加第一支撑组件及第二支撑组件分别对第一工作辊及第二工作辊进行支撑，故第一工作辊及第二工作辊自身的抗压强度可适当降低，故第一工作辊及第二工作辊的直径相较于传统的工作辊较小。如此，在压力一定的前提下，第一工作辊及第二工作辊之间的转印压强将增大，催化剂的转移率将提升，从而能够改善转印效果。

Description

催化剂转印装置及CCM加工设备

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种催化剂转印装置及CCM加工设备。

背景技术

CCM(catalyst coated membrane，催化剂/质子交换膜组件)是燃料电池的核心元件，CCM由质子交换膜及附着于质子交换膜两侧的正负极催化剂层构成。本领域一般采用转印的方式制备CCM，即先将催化剂涂布于转印膜，再将转印膜与质子交换膜通过转印装置进行压合，便可将转印膜上的催化剂转印至质子交换膜上。

常见的转印装置一般包括相对设置的两个工作辊，质子交换膜及涂布有催化剂的转移膜穿过两个工作辊之间，在工作辊的挤压下便可使转印膜上的催化剂转印至质子交换膜。为了防止受压时工作辊发生弯曲，工作辊的直径一般都较大，故导致转印时局部的压强较小，容易导致转印效果不佳。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够改善转印效果的催化剂转印装置及CCM加工设备。

一种催化剂转印装置，包括成对设置的第一工作辊及第二工作辊，所述催化剂转印装置还包括第一支撑组件及第二支撑组件，所述第一支撑组件抵持于所述第一工作辊的辊面并能够沿所述第一工作辊的周向滚动，所述第一支撑组件能够对所述第一工作辊施加指向所述第二工作辊的支撑力；所述第二支撑组件抵持于所述第二工作辊的辊面并能够沿所述第二工作辊的周向滚动，所述第二支撑组件能够对所述第二工作辊施加指向所述第一工作辊的支撑力。

在其中一个实施例中，所述第一支撑组件包括与所述第一工作辊抵持的第一支撑辊，所述第一支撑辊与所述第一工作辊的旋转轴线平行，并能够在所述第一工作辊的带动下旋转；

所述第二支撑组件包括与所述第二工作辊抵持的第二支撑辊，所述第二支撑辊与所述第二工作辊的旋转轴线平行，并能够在所述第二工作辊的带动下旋转。

在其中一个实施例中，所述第一支撑辊设置有一个，且所述第一支撑辊的直径大于所述第一工作辊的直径；

所述第二支撑辊设置有一个，且所述第二支撑辊的直径大于所述第二工作辊的直径。

在其中一个实施例中，所述第一支撑辊、所述第一工作辊、所述第二工作辊及所述第二支撑辊的旋转轴线位于同一平面内。

在其中一个实施例中，所述第一支撑辊设置有至少两个，且至少两个所述第一支撑辊沿所述第一工作辊的周向间隔设置；所述第二支撑辊设置有至少两个，且至少两个所述第二支撑辊沿所述第二工作辊的周向间隔设置。

在其中一个实施例中，所述第一支撑组件与所述第一工作辊之间形成有接触点，所述第二支撑组件与所述第二工作辊之间形成有接触点。

在其中一个实施例中，所述第一工作辊的辊面开设有沿所述第一工作辊的轴向延伸的第一避位槽，所述第二工作辊的辊面开设有沿所述第二工作辊的轴向延伸的第二避位槽。

在其中一个实施例中，所述第一工作辊与所述第二工作辊之间的间距可调。

在其中一个实施例中，所述第一工作辊及所述第二工作辊的内部设置有加热组件。

一种CCM加工设备，包括如上述优选实施例中任一项所述的催化剂转印装置。

上述催化剂转印装置及CCM加工设备，在第一支撑组件及第二支撑组件的支撑作用下，第一工作辊及第二工作辊在转印过程中不易发生弯曲。而且，由于增加第一支撑组件及第二支撑组件分别对第一工作辊及第二工作辊进行支撑，故第一工作辊及第二工作辊自身的抗压强度可适当降低，故第一工作辊及第二工作辊的直径相较于传统的工作辊较小。如此，在压力一定的前提下，第一工作辊及第二工作辊之间的转印压强将增大，催化剂的转移率将提升，从而能够改善转印效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个实施例中催化剂转印装置的结构示意图；

图2为本实用新型另一个实施例中催化剂转印装置的结构示意图；

图3为本实用新型又一个实施例中催化剂转印装置的结构示意图；

图4为图3所示催化剂转印装置的侧视图；

图5为本实用新型一个实施例中CCM料带的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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，本实用新型提供了一种催化剂转印装置100及CCM加工设备(图未示)。其中，CCM加工设备包括催化剂转印装置100。

预先涂布有阳极催化剂的阳极转印膜20、预先涂布有阴极催化剂的阴极转印膜30能够随质子交换膜10共同进入催化剂转印装置100。在催化剂转印装置100的挤压作用下，便可将阳极转印膜20上的阳极催化剂及阴极转印膜30上的阴极催化剂分别转印至质子交换膜10的两侧，从而得到CCM料带40。

需要指出的是，除了催化剂转印装置100，CCM加工设备一般还包括用于对各料带进行放卷及收卷的放卷装置及收卷装置。

进一步的，本实用新型一个实施例中的催化剂转印装置100包括第一工作辊110、第二工作辊120、第一支撑组件130及第二支撑组件140。

第一工作辊110与第二工作辊120成对设置，阳极转印膜20、阴极转印膜30及质子交换膜10能够穿过第一工作辊110与第二工作辊120之间，且阳极转印膜20及阴极转印膜30分别位于质子交换膜10的两侧。在穿过第一工作辊110与第二工作辊120之间的缝隙时，阳极转印膜20、阴极转印膜30及质子交换膜10受到挤压并实现催化剂的转印。在转印过程中，可通过使第一工作辊110与第二工作辊120之间的间距保持稳定，或者使第一工作辊110与第二工作辊120之间的压力保持稳定的方式来维持转印压强的稳定。

具体在本实施例中，第一工作辊110及第二工作辊120的内部设置有加热组件(图未示)。加热组件可以是电热丝、电热棒，通电可发热。加热组件能够在转印过程中对阳极转印膜20、阴极转印膜30及质子交换膜10进行加热，从而提升催化剂的转移率，有助于改善转印效果。

上述催化剂转印装置100可以用于连续转印，也可以实现间隙转印。连续转印指的是转印完成后质子交换膜10表面的催化剂层是连续的；如图5所示，间隙转印完成后，质子交换膜10表面的催化剂层41呈相互间隔的块状结构。间隙转印得到的CCM料带40便于切片，故在燃料电池的生产工艺中一般采用间隙转印的方式制备CCM料带40。

在一个实施例中，第一工作辊110的辊面开设有沿第一工作辊110的轴向延伸的第一避位槽(图未示)，第二工作辊120的辊面开设有沿第二工作辊120的轴向延伸的第二避位槽(图未示)。

随着第一工作辊110及第二工作辊120转动，第一避位槽及第二避位槽能够周期性的途径第一工作辊110与第二工作辊120之间的缝隙处。此时，由于第一避位槽及第二避位槽并不能将压力传递至阳极转印膜20、阴极转印膜30及质子交换膜10，故阳极转印膜20及阴极转印膜30上的催化剂无法转印至质子交换膜10，从而在质子交换膜10上形成非转印区，实现间隙转印。

在另一个实施例中，第一工作辊110与第二工作辊120之间的间距可调。一方面，通过调节第一工作辊110与第二工作辊120之间的间距，能够适用于对不同规格的CCM料带40进行加工。

另一方面，在应用于间隙转印，且质子交换膜10上的非转印区(图5所示相邻两个催化剂层41之间的区域)在途径第一工作辊110与第二工作辊120之间的缝隙时，可通过增大第一工作辊110与第二工作辊120之间的距离而使第一工作辊110及第二工作辊120不抵压阳极转印膜20及阴极转印膜30，故阳极转印膜20及阴极转印膜30上的催化剂无法转印至质子交换膜10的非转印区，进而实现间隙转印。

此外，催化剂转印装置100还包括第一支撑组件130及第二支撑组件140。其中，第一支撑组件130抵持于第一工作辊110的辊面并能够沿第一工作辊110的周向滚动。而且，第一支撑组件130能够对第一工作辊110施加指向第二工作辊120的支撑力。

第一支撑组件130与第一工作辊110的辊面之间可以是点接触或者线接触，第一支撑组件130施加于第一工作辊110的作用力可以是一个，也可是多个，只要保证多个作用力的合力的方向指向第二工作辊120即可。在第一支撑组件130的支撑作用下，第一工作辊110在转印过程中不易发生弯曲。而且，由于增加第一支撑组件对第一工作辊110进行支撑，故第一工作辊110自身的抗压强度可适当降低，故第一工作辊110的直径相较于传统的工作辊较小。通常，现有转印装置中的工作辊的直径均在200毫米以上，而本实施例中的第一工作辊110直径可设置在150毫米以下。

进一步的，第二支撑组件140的结构及功能与第一支撑组件130大致相同。第二支撑组件140抵持于第二工作辊120的辊面并能够沿第二工作辊120的周向滚动，第二支撑组件140能够对第二工作辊120施加指向第一工作辊110的支撑力。

需要指出的是，在第一工作辊110与第二工作辊120之间的距离进行调整，以实现间歇转印时，第一支撑组件130及第二支撑组件140将随第一工作辊110及第二工作辊120同步移动。

在第二支撑组件140的支撑作用下，第二工作辊120在转印过程中同样不易发生弯曲，且直径相较于传统的工作辊较小。如此，在压力一定的前提下，第一工作辊110及第二工作辊120之间的转印压强将增大，催化剂的转移率将提升，从而减少催化剂的残留，以改善转印效果。

而且，在应用于间隙转印时，还能够保证质子交换膜10上每个块状结构的催化剂层41在宽度方向的边缘的直线度。

请再次参阅图1，在本实施例中，第一支撑组件130包括与第一工作辊110抵持的第一支撑辊131，第一支撑辊131与第一工作辊110的旋转轴线平行，并能够在第一工作辊110的带动下旋转。而且，第二支撑组件140包括与第二工作辊120抵持的第二支撑辊141，第二支撑辊141与第二工作辊120的旋转轴线平行，并能够在第二工作辊120的带动下旋转。

此时，第一支撑组件130与第一工作辊110之间为线接触，且接触位置沿第一工作辊110的轴向延伸。第二支撑组件140与第二工作辊120之间同样为线接触，且接触位置沿第二工作辊120的轴向延伸。因此，第一支撑组件130及第二支撑组件140对第一工作辊110及第二工作辊120的支撑效果更好。

进一步的，在本实施例中，第一支撑辊131设置有一个，且第一支撑辊131的直径大于第一工作辊110的直径。而且，第二支撑辊141设置有一个，且第二支撑辊141的直径大于第二工作辊120的直径。

直径较大的第一支撑辊131及第二支撑辊141的支撑强度较高，能够提供更好的支撑。而且，由于第一支撑辊131及第二支撑辊141的数量均只有一个，故还可以简化第一支撑组件130及第二支撑组件140的结构。

更进一步的，在本实施例中，第一支撑辊131、第一工作辊110、第二工作辊120及第二支撑辊141的旋转轴线位于同一平面内。可见，第一支撑辊131及第二支撑辊141相互配合，能够将第一工作辊110及第二工作辊120夹在中间，故支撑效果更佳。

请一并参阅图2，在另一个实施例中，第一支撑辊131设置有至少两个，且至少两个第一支撑辊131沿第一工作辊110的周向间隔设置。

此时，至少两个第一支撑辊131共同作用于第一工作辊110，且至少两个第一支撑辊131的合力指向第二工作辊120。因此，相较于只设置一个第一支撑辊131的情况，单个第一支撑辊131直径可设置成较小。如此，在单个第一支撑辊131直径较小的情况下，也能够对第一工作辊110起到较好的支撑作用，故可利用较小的空间设置第一支撑组件130，从而方便催化剂转印装置100在狭小空间内布局。

同样的，第二支撑辊141设置有至少两个，且至少两个第二支撑辊141沿第二工作辊120的周向间隔设置。

此外，第一支撑组件130与第一工作辊110之间，第二支撑组件140与第二工作辊120之间也可是点接触。

请一并参阅图3及图4，在另一个实施例中，第一支撑组件130与第一工作辊110之间形成有接触点。同样的，第二支撑组件140与第二工作辊120之间形成有接触点。

第一支撑组件130可以包括第一抵持件132，第一抵持件132的末端可设置滚珠、滚轮等滚动件，从而与第一工作辊110的辊面实现点接触。第一支撑组件130与第一工作辊110之间形成的接触点可以是一个，为了对第一工作辊110实现更好的支撑，第一支撑组件130与第一工作辊110之间也可形成至少两个接触点，且至少两个接触点沿第一工作辊110的轴向间隔设置。因此，第一支撑组件130包括至少两个第一抵持件132。第二支撑组件140的结构及功能与第一支撑组件130大致相同，第二支撑组件140也可包括至少两个第二抵持件142。

上述催化剂转印装置100及CCM加工设备，在第一支撑组件130及第二支撑组件140的支撑作用下，第一工作辊110及第二工作辊120在转印过程中不易发生弯曲。而且，由于增加第一支撑组件130及第二支撑组件140分别对第一工作辊110及第二工作辊120进行支撑，故第一工作辊110及第二工作辊120自身的抗压强度可适当降低，故第一工作辊110及第二工作辊120的直径相较于传统的工作辊较小。如此，在压力一定的前提下，第一工作辊110及第二工作辊120之间的转印压强将增大，催化剂的转移率将提升，从而能够改善转印效果。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种催化剂转印装置，包括成对设置的第一工作辊及第二工作辊，其特征在于，所述催化剂转印装置还包括第一支撑组件及第二支撑组件，所述第一支撑组件抵持于所述第一工作辊的辊面并能够沿所述第一工作辊的周向滚动，所述第一支撑组件能够对所述第一工作辊施加指向所述第二工作辊的支撑力；所述第二支撑组件抵持于所述第二工作辊的辊面并能够沿所述第二工作辊的周向滚动，所述第二支撑组件能够对所述第二工作辊施加指向所述第一工作辊的支撑力。

2.根据权利要求1所述的催化剂转印装置，其特征在于，所述第一支撑组件包括与所述第一工作辊抵持的第一支撑辊，所述第一支撑辊与所述第一工作辊的旋转轴线平行，并能够在所述第一工作辊的带动下旋转；

所述第二支撑组件包括与所述第二工作辊抵持的第二支撑辊，所述第二支撑辊与所述第二工作辊的旋转轴线平行，并能够在所述第二工作辊的带动下旋转。

3.根据权利要求2所述的催化剂转印装置，其特征在于，所述第一支撑辊设置有一个，且所述第一支撑辊的直径大于所述第一工作辊的直径；

所述第二支撑辊设置有一个，且所述第二支撑辊的直径大于所述第二工作辊的直径。

4.根据权利要求3所述的催化剂转印装置，其特征在于，所述第一支撑辊、所述第一工作辊、所述第二工作辊及所述第二支撑辊的旋转轴线位于同一平面内。

5.根据权利要求2所述的催化剂转印装置，其特征在于，所述第一支撑辊设置有至少两个，且至少两个所述第一支撑辊沿所述第一工作辊的周向间隔设置；所述第二支撑辊设置有至少两个，且至少两个所述第二支撑辊沿所述第二工作辊的周向间隔设置。

6.根据权利要求1所述的催化剂转印装置，其特征在于，所述第一支撑组件与所述第一工作辊之间形成有接触点，所述第二支撑组件与所述第二工作辊之间形成有接触点。

7.根据权利要求1所述的催化剂转印装置，其特征在于，所述第一工作辊的辊面开设有沿所述第一工作辊的轴向延伸的第一避位槽，所述第二工作辊的辊面开设有沿所述第二工作辊的轴向延伸的第二避位槽。

8.根据权利要求1所述的催化剂转印装置，其特征在于，所述第一工作辊与所述第二工作辊之间的间距可调。

9.根据权利要求1所述的催化剂转印装置，其特征在于，所述第一工作辊及所述第二工作辊的内部设置有加热组件。

10.一种CCM加工设备，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的催化剂转印装置。

Images