CN219591438U - 一种膜电极边框贴合设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种膜电极边框贴合设备，涉及氢燃料电池生产技术领域，包括生产线，所述生产线的一端延伸至另一端依次设置有硅胶保护膜料卷、辅助辊、第一贴合辊组、第一辊刀组、第二贴合辊组、第三贴合辊组和排气压辊组；所述第一辊刀组包括第一辊刀和辅助支撑辊；所述第一贴合辊组的上方设置有边框料卷，所述第二贴合辊组的上方设置有胶带料卷，所述第三贴合辊组的上方设置有第二辊刀，所述第二辊刀的上方设置有CCM料卷；所述第一辊刀和第二辊刀的外围均设置有辊刀片，所述第一辊刀的外围与辊刀片间隔设置有排气刀片，该技术应用后，可以很好地解决氢燃料电池膜电极边框贴合过程中产生气泡的问题。

Description

一种膜电极边框贴合设备

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池生产技术领域，尤其涉及一种膜电极边框贴合设备。

背景技术

膜电极(MEA)是燃料电池的核心部件，是燃料电池内部能量转换的场所，膜电极承担燃料电池内的多相物质传输(液态水、氢气、氧气、质子和电子传输)，通过电化学反应，负责将氢气的化学能转化为电能；MEA的性能直接影响燃料电池堆乃至整个燃料电池系统的性能。MEA可以是“三合一”、“五合一”或“七合一”电极组件，其中“三合一”电极组件包括质子交换膜以及负载于质子交换膜两侧的阴极催化剂层和阳极催化剂层，通常称为催化剂涂膜(CCM)；“五合一”电极组件是指在CCM两侧贴覆阳极扩散层和阴极扩散层；“七合一”电极组件是指在“五合一”电极组件的两侧贴附阴极边框和阳极边框。

其中，中国专利一种生产膜电极的工艺方法(CN113517459B)提供了一种生产膜电极的工艺方法，工艺方法包括热转印工艺方法、热复合工艺方法、碳纸贴合工艺方法及热压工艺方法；其中，热转印工艺方法包括：S11：对材料A及材料B进行热转印；S12：对热转印后的材料A及材料B进行辊压；热复合工艺方法包括：S21：将热转印后材料A裁切成片状，并转贴到下框架料带的上方；S22：在热转印后材料A的上方设置上框架料带，并加热辊压制成半成品料带；碳纸贴合工艺方法包括：S31：在半成品料带的上方及下方分别转贴碳纸；S32：进行加热及辊压复合，并裁切成片料；热压工艺方法包括：S41：对片料进行热压合。本发明实现了膜电极的连续自动化生产，提高了膜电极的生产效率及质量。

由于现有的燃料电池膜电极自动生产线中，边框采用辊刀进行裁切，采用滚轮挤压方式将CCM与边框贴合在一起，形成MEA，而上述专利中提到的，“热复合工艺方法，S21：将热转印后材料A裁切成片状，并转贴到下框架料带的上方，对下框架料带4及片状的热转印后材料18A进行热吹风，使片状的热转印后材料18A与下框架料带4结合的更加紧密，减少空隙、气泡的出现”，此方式虽然使得空隙、气泡的出现降低，但是仍然难以完全避免自动运转过程中边框贴合时气泡的产生，且无法正常排出，从而造成产品不良。

因此，我们提出一种膜电极边框贴合设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，现有技术中虽然使得空隙、气泡的出现降低，但是仍然难以完全避免自动运转过程中边框贴合时气泡的产生，且无法正常排出，从而造成产品不良。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种膜电极边框贴合设备，包括生产线，所述生产线的一端延伸至另一端依次设置有硅胶保护膜料卷、辅助辊、第一贴合辊组、第一辊刀组、第二贴合辊组、第三贴合辊组和排气压辊组；所述第一辊刀组包括第一辊刀和辅助支撑辊；

所述第一贴合辊组的上方设置有边框料卷，所述第二贴合辊组的上方设置有胶带料卷，所述第三贴合辊组的上方设置有第二辊刀，所述第二辊刀的上方设置有CCM料卷；

所述第一辊刀和第二辊刀的外围均设置有辊刀片，所述第一辊刀的外围与辊刀片间隔设置有排气刀片。

作为本实用新型优选的方案，所述第一贴合辊组、第二贴合辊组和第三贴合辊组均包括两个贴合辊且分别位于所述生产线的上下两侧。

作为本实用新型优选的方案，所述辅助辊位于所述生产线的下方。

作为本实用新型优选的方案，所述边框料卷为阴极或者阳极边框料卷。

作为本实用新型优选的方案，所述排气压辊组包括两个排气压辊且分别位于所述生产线的上下两侧。

作为本实用新型优选的方案，所述排气刀片的高度大于边框保护膜、边框和硅胶保护膜三层膜的厚度。

采用上述进一步方案的技术效果是：通过排气刀片高度要大于三层膜的厚度，防止切不穿膜的情况出现，导致排气效果不佳的问题。

作为本实用新型优选的方案，所述排气刀片包括一列或者多列刀片,每列所述排气刀片均包括多个间隔排布的刀刃。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中，通过第一辊刀、第二辊刀和排气压辊的设计，首先在第一辊刀上增加排气刀片，第一辊刀和第二辊刀利用辊刀片对边框和CCM进行裁切，并利用第一辊刀上的排气刀片使边框上产生排气孔，在第三贴合辊组下游还设置有排气压辊组，进一步提高排气效，整体运行时，产品经过第一辊刀时在边框上进行切割，形成一排排气孔，气泡产生后，产品在行进过程中各贴合辊将气泡赶到排气孔处排出，保证边框和CCM间完全贴合，从而完全避免自动运转过程中边框贴合时气泡的产生，防止产品生产不良。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种膜电极边框贴合设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种膜电极边框贴合设备的第一辊刀结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种膜电极边框贴合设备的排气刀片切穿边框三层膜结构的示意图。

图例说明：1、生产线；2、硅胶保护膜料卷；3、辅助辊；4、第一贴合辊组；5、第一辊刀；6、第二贴合辊组；7、第三贴合辊组；8、排气压辊组；9、边框料卷；10、胶带料卷；11、第二辊刀；12、CCM料卷；13、辊刀片；14、排气刀片；15、辅助支撑辊；16、边框；17、硅胶保护膜；18、边框保护膜；19、刀片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关对本实用新型进行更全面的描述,给出了本实用新型的若干实施例,但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例,相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”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”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型,本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

如图1-3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种用于氢燃料电池膜电极边框的贴合设备，包括生产线1，生产线1的一端延伸至另一端依次设置有硅胶保护膜料卷2、辅助辊3、第一贴合辊组4、第一辊刀组、第二贴合辊组6、第三贴合辊组7和排气压辊组8。第一贴合辊组4、第二贴合辊组6和第三贴合辊组7均包括两个贴合辊且分别位于生产线1的上下两侧。第一辊刀组包括位于生产线1上方的第一辊刀5和位于生产线1下方与第一辊刀5配合的辅助支撑辊15。

第一贴合辊组4的上方设置有边框料卷9，第二贴合辊组6的上方设置有胶带料卷10，第三贴合辊组7的上方设置均设置有第二辊刀11，第二辊刀11的上方设置有CCM料卷12，第二辊刀11与位于生产线1上方的第三贴合辊配合对CCM进行切割。第一辊刀5和第二辊刀11的外围均设置有辊刀片13，分别用于对边框和CCM进行切割以产生预定的形状。第一辊刀5的外围与辊刀片13间隔设置有排气刀片14，排气刀片14可以设置为一列或者多列，多列排气刀片14之间间隔设置，每列排气刀片14均包括多个间隔排布的刀刃，用于对边框进行切割以产生多个排气孔，排气孔可以为一列或者多列，第二辊刀11的外围没有设置排气刀片14。

第一贴合辊组4用于将硅胶保护膜和边框贴合在一起，第二贴合辊组6用于将胶带贴合到边框上，第三贴合辊组7用于将CCM贴合到边框上。在贴合过程中，贴合辊可将气泡赶到排气孔处排出，保证CCM和边框间贴合紧密无气泡。

如图3所示，当料带经过第一辊刀组时，边框16的下方贴合有硅胶保护膜17，边框16的上方带有边框保护膜18，因此，排气刀片14的高度要大于边框16、硅胶保护膜17以及边框保护膜18三层膜的厚度，否则，如刀片19，其高度不够切穿边框16、硅胶保护膜17以及边框保护膜18三层膜，则无法产生贯穿的排气孔，排气效果不佳。

另外，还可以在生产线1下游增加排气压辊组8，排气压辊组8包括两个排气压辊且分别位于生产线1的上下两侧，排气压辊组8可进一步将气泡赶到排气孔处排出，从而提高排气效果。

本实用新型工作流程：在使用实施例1的膜电极边框贴合设备时，首先，硅胶保护膜料卷2以及边框料卷9通过辅助辊3和第一贴合辊组4进行结合，使产品料带经过第一辊刀组时，其外围的辊刀片13对料带进行切割，形成预设的边框形状，同时排气刀片14在料带上进行切割，使得排气刀片14切穿边框自带的边框保护膜18、边框16和硅胶保护膜17，形成一排排气孔，后续还包括通过第二贴合辊组6将胶带贴合到边框上，以及通过第三贴合辊组7将CCM贴合到边框上。气泡产生后，产品料带在行进过程中各贴合辊可将气泡赶到排气孔处排出，保证边框和CCM间贴合紧密，最后行进至第三贴合辊组7下游的排气压辊组8时，通过排气压辊组8对产品料带进行挤压，进一步提高排气效果。在生产的过程中边框和CCM采用辊刀片13进行裁切出预定形状，采用辊压方式将CCM与边框贴合在一起，形成MEA，从而完成产品的整体贴合作业，该技术应用后，可以很好地解决了氢燃料电池膜电极边框贴合过程中产生气泡的问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种膜电极边框贴合设备，包括生产线(1)，其特征在于：所述生产线(1)的一端延伸至另一端依次设置有硅胶保护膜料卷(2)、辅助辊(3)、第一贴合辊组(4)、第一辊刀组、第二贴合辊组(6)、第三贴合辊组(7)和排气压辊组(8)；所述第一辊刀组包括第一辊刀(5)和辅助支撑辊(15)；

所述第一贴合辊组(4)的上方设置有边框料卷(9)，所述第二贴合辊组(6)的上方设置有胶带料卷(10)，所述第三贴合辊组(7)的上方设置有第二辊刀(11)，所述第二辊刀(11)的上方设置有CCM料卷(12)；

所述第一辊刀(5)和第二辊刀(11)的外围均设置有辊刀片(13)，所述第一辊刀(5)的外围与辊刀片(13)相间隔设置有排气刀片(14)。

2.根据权利要求1所述的一种膜电极边框贴合设备，其特征在于：所述第一贴合辊组(4)、第二贴合辊组(6)和第三贴合辊组(7)均包括两个贴合辊且分别位于所述生产线(1)的上下两侧。

3.根据权利要求1所述的一种膜电极边框贴合设备，其特征在于：所述辅助辊(3)位于所述生产线(1)的下方。

4.根据权利要求1所述的一种膜电极边框贴合设备，其特征在于：所述边框料卷(9)为阴极或者阳极边框料卷。

5.根据权利要求1所述的一种膜电极边框贴合设备，其特征在于：所述排气压辊组(8)包括两个排气压辊且分别位于所述生产线(1)的上下两侧。

6.根据权利要求1所述的一种膜电极边框贴合设备，其特征在于：所述排气刀片(14)的高度大于边框保护膜(18)、边框(16)和硅胶保护膜(17)三层膜的厚度。

7.根据权利要求1所述的一种膜电极边框贴合设备，其特征在于：所述排气刀片(14)包括一列或者多列刀片，每列所述排气刀片(14)均包括多个间隔排布的刀刃。