CN220233246U - 一种燃料电池复合质子交换膜生产线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种燃料电池复合质子交换膜生产线，包括放卷轮和收卷轮，所述放卷轮与收卷轮之间设有流转轨道、风刀和浸渍装置，所述浸渍装置包括浸渍槽，所述流转轨道穿过该浸渍槽，所述风刀出口对准所述流转轨道，所述放卷轮用于使卷筒状ePTFE基膜沿着所述流转轨道展开，所述收卷轮用于使经过浸渍后的ePTFE基膜沿着所述流转轨道收卷成卷筒状。采用本实用新型的技术方案，通过在放卷轮与收卷轮之间设置风刀，风刀对经过浸渍后ePTFE基膜的表面进行强力吹风，从而去除ePTFE基膜表面附着的残留全氟磺酸树脂，使ePTFE基膜表面各处厚度保持均匀一致，从而提升了最终获得的复合膜结构厚度的均匀性和一致性。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池质子交换膜制备装置技术领域，尤其涉及一种燃料电池复合质子交换膜生产线。
背景技术
质子交换膜燃料电池具有高功率密度，高能量转换效率，低温启动，环境友好等优点，广泛应用在航天、能源、交通和军事等领域。质子交换膜时电池的核心组成部分之一，是电解质和电极活性物质的基底；此外，质子交换膜还是一种致密的选择性透过膜，不同于通常的多孔薄膜。理想的质子交换膜具有质子传导率高、气体渗透率低、机械强度高、热稳定性和化学稳定性，合适的性价比。
目前，质子交换膜通常采用全氟磺酸树脂与多孔的膨胀聚四氟乙烯膜(ePTFE)合成制备，在制备工艺过程中，通常需要使多孔的膨胀聚四氟乙烯膜(ePTFE)经过全氟磺酸树脂浸渍处理，例如，公开号为：“CN101692487B”的专利文献，公开了一种燃料电池用低透气型质子交换膜的制备方法，用超声浸渍-喷涂结合的方法，在膨体聚四氟乙烯微孔薄膜的表面上复合全氟磺酸树脂，其中超声浸渍是将膨体聚四氟乙烯微孔薄膜浸渍在用超声波震荡的全氟磺酸树脂溶液中；喷涂是将超声浸渍后的膨体聚四氟乙烯微孔薄膜的两侧表面反复进行覆盖喷涂上料至质子交换膜的厚度达到预定要求。该专利技术通过两次超声浸渍不同浓度的全氟磺酸树脂溶液，可以使全氟磺酸树脂成份对膨体聚四氟乙烯微孔薄膜的微孔进行全面有效的填充，降低了气体渗透性，实现了精确控制膜的厚度，然而，由于多孔的膨胀聚四氟乙烯膜(ePTFE)本身具有较强的疏水性，全氟磺酸树脂很难充分填充到膨胀聚四氟乙烯膜(ePTFE)的孔结构中，致使经过浸渍后的膨胀聚四氟乙烯膜(ePTFE)的表面附着有残留的全氟磺酸树脂，导致制备后形成的复合膜结构厚度均匀性较差。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃料电池复合质子交换膜生产线。
本实用新型通过以下技术方案得以实现。
本实用新型提供一种燃料电池复合质子交换膜生产线，包括放卷轮和收卷轮，所述放卷轮与收卷轮之间设有流转轨道、风刀和浸渍装置，所述浸渍装置包括浸渍槽，所述流转轨道穿过该浸渍槽，所述风刀出口对准所述流转轨道，所述放卷轮用于使卷筒状ePTFE基膜沿着所述流转轨道展开，所述收卷轮用于使经过浸渍后的ePTFE基膜沿着所述流转轨道收卷成卷筒状。
所述浸渍装置还包括水浴加热器，所述浸渍槽安装于该水浴加热器以内。
所述浸渍装置还包括恒温箱，所述水浴加热器、浸渍槽均容纳于该恒温箱内。
所述放卷轮与浸渍装置之间还设有清洗槽，所述流转轨道穿过该清洗槽。
所述浸渍装置前后两侧还设置有烘干装置，烘干装置包括防爆红外灯管，所述流转轨道由若干条单元轨道首尾相连组成，防爆红外灯管的长度方向与至少一条单元轨道相互平行。
所述烘干装置还包括烘箱，所述防爆红外灯管容纳于该烘箱内。
所述烘箱上方还设有微排气口，所述烘箱下方还设有微抽风口。
所述燃料电池复合质子交换膜生产线还包括若干个牵引辊，所述流转轨道外切于该牵引辊的外周面。
所述风刀数量为2个以上，所述风刀出口分别对准所述流转轨道的上下两侧。
所述浸渍槽数量为多个，多个浸渍槽并列布置，并且任意相邻两个浸渍槽彼此相互平行。
本实用新型的有益效果在于：采用本实用新型的技术方案，通过在放卷轮与收卷轮之间设置风刀，风刀对经过浸渍后ePTFE基膜的表面进行强力吹风，从而去除ePTFE基膜表面附着的残留全氟磺酸树脂，使ePTFE基膜表面各处厚度保持均匀一致，从而提升了最终获得的复合膜结构厚度的均匀性和一致性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型浸渍装置的结构示意图；
图3是本实用新型烘干装置第一实施例的结构示意图；
图4是本实用新型烘干装置第二实施例的结构示意图。
图中：1-放卷轮，2-收卷轮，3-流转轨道，4-风刀，5-浸渍装置，6-清洗槽，7-烘干装置，8-牵引辊，31-单元轨道，51-浸渍槽，52-水浴加热器，53-恒温箱，71-防爆红外灯管，72-烘箱，73-微排气口，74-微抽风口。
具体实施方式
下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图4所示，本实用新型提供一种燃料电池复合质子交换膜生产线，包括放卷轮1和收卷轮2，放卷轮1与收卷轮2之间设有流转轨道3、风刀4和浸渍装置5，浸渍装置5包括浸渍槽51，流转轨道3穿过该浸渍槽51，风刀4出口对准流转轨道3，放卷轮1用于使卷筒状ePTFE基膜沿着流转轨道3展开，收卷轮2用于使经过浸渍后的ePTFE基膜沿着流转轨道3收卷成卷筒状。
采用本实用新型的技术方案，通过在放卷轮与收卷轮之间设置风刀，风刀对经过浸渍后ePTFE基膜的表面进行强力吹风，从而去除ePTFE基膜表面附着的残留全氟磺酸树脂，使ePTFE基膜表面各处厚度保持均匀一致，从而提升了最终获得的复合膜结构厚度的均匀性和一致性。
具体的，浸渍装置5还包括水浴加热器52，浸渍槽51安装于该水浴加热器52以内。浸渍装置5还包括恒温箱53，水浴加热器52、浸渍槽51均容纳于该恒温箱53内。采用本实用新型的技术方案，优选水浴加热器52内温度为25-50℃，使浸渍槽中的全氟磺酸树脂溶液或溶剂保持基本恒定的温度，从而使全氟磺酸树脂与多孔的膨胀聚四氟乙烯膜ePTFE在稳定的环境温度条件下合成，从而提升了复合膜的稳定性和一致性。
另外，放卷轮1与浸渍装置5之间还设有清洗槽6，流转轨道3穿过该清洗槽6。清洗槽6用于对多孔的膨胀聚四氟乙烯膜ePTFE表面进行预先清洗，清除其表面附着的杂质，从而提升复合质子交换膜的生产质量。
此外，浸渍装置5前后两侧还设置有烘干装置7，烘干装置7包括防爆红外灯管71，流转轨道3由若干条单元轨道31首尾相连组成，防爆红外灯管71的长度方向与至少一条单元轨道31相互平行。优选防爆红外灯管71输出功率为100-700W，用以对经过浸渍后ePTFE基膜的表面进行烘干，从而去除ePTFE基膜表面附着的残留全氟磺酸树脂，使ePTFE基膜表面各处厚度保持均匀一致，从而提升了最终获得的复合膜结构厚度的均匀性和一致性。
具体的，烘干装置7还包括烘箱72，防爆红外灯管71容纳于该烘箱72内。烘箱72上方还设有微排气口73，烘箱72下方还设有微抽风口74。ePTFE基膜沿着流转轨道3穿过烘干装置7所需的干燥时间优选为30-120s。
另外，燃料电池复合质子交换膜生产线还包括若干个牵引辊8，流转轨道3外切于该牵引辊8的外周面。风刀4数量为2个以上，风刀4出口分别对准流转轨道3的上下两侧。从而对ePTFE基膜表面进行全面吹风，彻底去除ePTFE基膜表面附着的残留全氟磺酸树脂，使ePTFE基膜表面各处厚度保持均匀一致，从而提升了最终获得的复合膜结构厚度的均匀性和一致性。优选浸渍槽51数量为多个，多个浸渍槽51并列布置，并且任意相邻两个浸渍槽51彼此相互平行。
Claims (10)
1.一种燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：包括放卷轮(1)和收卷轮(2)，所述放卷轮(1)与收卷轮(2)之间设有流转轨道(3)、风刀(4)和浸渍装置(5)，所述浸渍装置(5)包括浸渍槽(51)，所述流转轨道(3)穿过该浸渍槽(51)，所述风刀(4)出口对准所述流转轨道(3)，所述放卷轮(1)用于使卷筒状ePTFE基膜沿着所述流转轨道(3)展开，所述收卷轮(2)用于使经过浸渍后的ePTFE基膜沿着所述流转轨道(3)收卷成卷筒状。
2.如权利要求1所述的燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：所述浸渍装置(5)还包括水浴加热器(52)，所述浸渍槽(51)安装于该水浴加热器(52)以内。
3.如权利要求2所述的燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：所述浸渍装置(5)还包括恒温箱(53)，所述水浴加热器(52)、浸渍槽(51)均容纳于该恒温箱(53)内。
4.如权利要求1所述的燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：所述放卷轮(1)与浸渍装置(5)之间还设有清洗槽(6)，所述流转轨道(3)穿过该清洗槽(6)。
5.如权利要求1至4任一项所述的燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：所述浸渍装置(5)前后两侧还设置有烘干装置(7)，烘干装置(7)包括防爆红外灯管(71)，所述流转轨道(3)由若干条单元轨道(31)首尾相连组成，防爆红外灯管(71)的长度方向与至少一条单元轨道(31)相互平行。
6.如权利要求5所述的燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：所述烘干装置(7)还包括烘箱(72)，所述防爆红外灯管(71)容纳于该烘箱(72)内。
7.如权利要求6所述的燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：所述烘箱(72)上方还设有微排气口(73)，所述烘箱(72)下方还设有微抽风口(74)。
8.如权利要求5所述的燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：所述燃料电池复合质子交换膜生产线还包括若干个牵引辊(8)，所述流转轨道(3)外切于该牵引辊(8)的外周面。
9.如权利要求1所述的燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：所述风刀(4)数量为2个以上，所述风刀(4)出口分别对准所述流转轨道(3)的上下两侧。
10.如权利要求1至3任一项所述的燃料电池复合质子交换膜生产线，其特征在于：所述浸渍槽(51)数量为多个，多个浸渍槽(51)并列布置，并且任意相邻两个浸渍槽(51)彼此相互平行。
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