[实用新型]一种燃料电池用涂布装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种徒步装置，具体的讲涉及一种燃料电池用涂布装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有工作温度低、比功率高、启动快、寿命长、无污染等优点。其中膜电极(MEA)是其核心组件，它一般由阴，阳级扩散层，阴、阳级催化层以及质子交换膜组成，它对燃料电池的性能，稳定性、耐久性起着关键的作用。

MEA的制备方式主要有厚层憎水电极和薄层亲水电极两种制备方法。但PEMFC与一般化学电源中的气体扩散电极有很大的差异，因其电解质为固态的离子聚合物(ionomer)，而非电解质溶液。因此不能借助于溶液的表面张力，使电解质渗入多孔电极的内部，形成三维反应区。为了使反应气体通过离子聚合物达到电催化剂的表面，应尽可能地扩大催化层中的离子聚合物与电催化剂颗粒的接触表面，即扩展三维的反应区间，形成质子、电子和反应气体的连续通道，同时要改善离子交换膜中的离子聚合物与催化层中的离子聚合物间的界面连续性，这样才能充分提高催化剂的利用率，又减少各种传递过程的阻力。通过研究电极催化层浸渍不同含量Nafion的研究表明，当Nafion含量偏少时，部分催化剂未能与Nafion接触，催化剂表面无离子，

导致该部分催化剂不起作用，催化剂利用率低，而当催化层内Nafion含量多时，一方面多余的Nafion会填充到催化层的气体通道中，增加了气体传质阻力，一方面，过多的Nafion会增加质子交换膜厚度，增加质子传递阻力，提高了电池内阻，导致电池性能下降，因此如何均匀的将Nafion层涂布在催化层中显的十分重要。

美国专利US5211984中首次提到了催化层中Nafion立体化的理论，对于如何实现立体化却未提及。在其他相关的文献资料中所提及Nafion立体化涂层主要是通过刷涂的方式实现，即使用细软的毛刷蘸少许配制好的Nafion溶液刷涂在催化层表面。

现有技术中普遍采用的涂布装置中由于缺少加热和固定装置，并且供料必须采用移液管，容易出现供料以及干燥不均匀等现象，并且碳纸不易固定。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种燃料电池涂布装置，具有碳纸易于固定、可以边涂布边干燥、并且供料均匀、可控等特点。

其具体技术方案如下：一种燃料电池涂布装置，包括基座、设于基座上的平台以及相对平台移动的涂布刀，所述平台上设有真空吸附孔，其与离心风机相连接；所述平台与基座之间设有加热装置；所述涂布刀上设有若干液体分配器，其通过导管与供料装置相连接。

所述的平台用于支撑膜电极基件，其上设有的真空吸附孔通过离心风机抽负压，可以对碳纸或碳布等膜电极基件进行固定；所述的真空吸附孔可以是任何适合的形状，如圆形，正方形或三角形等，其可以均匀分布于

所述平台上，也可以呈对称分布。

所述的平台可以采用任何不易变形、传热性能好的材料，如不锈钢或铝等，其表层可以镀镍，使其表面平整。

所述的加热装置可以采用电加热装置或微波加热装置，其对涂布后的膜电极基件进行加热，使其可以快速干燥；所述的加热装置位于所述平台下部、所述基座的上部，可以是板式或管式，优选为蛇形管；所述基座上还设有涂布刀前后运动旋钮、涂布速度调节旋钮、加热开关以及电源开关。

所述的涂布刀具有无极变速功能，可以调整涂布高度，也可以通过在涂布刀上设置高度调节旋钮来调整涂布高度。

传统的燃料电池涂布装置由于采用移液管进行供料，供料量不易控制，如果液体流量过多，将使Nafion溶液渗透至碳纸背面，严重影响Nafion立体化效果，从而降低电池性能，并且容易造成涂布不均匀的现象，本实用新型所述的供料装置，是通过蠕动泵将料浆输送到所述导管内，进而通过液体分配器流出，可以根据需要实现对供料量的精确控制，能够有效的保证Nafion溶液均匀地涂布在催化层上，并且供料均匀。

所述若干液体分配器呈直线状排列，其与所述涂布刀连接处具有空腔部，用于储存料浆，其下部的流出部呈柱状结构。