[实用新型]燃料电池膜电极及测试样件制备夹具

说明书

技术领域

本实用新型属于燃料电池领域，尤其涉及燃料电池膜电极及测试样件制备所用的夹具。 

背景技术

质子交换膜燃料电池的电极通常采用热压的方式将阴极电极-质子交换膜-阳极电极压合到一起，称为膜电极（Membraneelectrodeassemble，MEA）。目前，绝大多数的MEA及密封件是采用油压机压制而成，通常情况下油压机的压力和温度直接作用在MEA上，尤其是MEA活性区域边缘各功能层重叠处；MEA在电化学反应过程中同时伴随着内部质子交换膜因干湿不断循环引起的质子交换膜本身的溶胀度的变化和拉伸力的变化等物理作用，这些作用同样会作用到MEA活性区域边缘部分。因此，为了提升MEA压制工艺质量和进行MEA密封组件相关实验的有效进行，需保证MEA压制过程中活性区域边缘的形态稳定。 

现有技术通常采用将MEA及密封组件夹持在最外层为两层不锈钢板，中层垫两张石墨板，最内层为两层白纸（或聚四氟乙烯薄膜）的结构中，其不足之处在于仍然无法保证活性区域的稳定性和可靠性。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种对膜电极组件损伤小、操作简便、重复性好，结构简单的夹持装置。 

本实用新型的解决方案是：燃料电池膜电极及测试样件制备夹具，包括上盖框和下盖框，上盖框和下盖框周边均匀布置有螺栓孔和定位孔，上盖框和下盖框上的螺栓孔和定位孔一一对应，定位孔内装有定位杆，上盖框和下盖框通过穿入螺栓孔的螺栓拧紧，其特征在于所述上盖框和下盖框是中部镂空的平板框架，平板框架镂空部位的周边设有台阶，镂空的形状和大小与制备的膜电极或测试样件活性区域相同；所述燃料电池膜电极及测试样件制备夹具还包括垫板，所述垫板包括上垫板和下垫板，所述上垫板和下垫板与上 盖框和下盖框中部镂空的形状和大小相同，上垫板和下垫板周边分别设有与上盖框和下盖框中部镂空部位周边台阶向配合的台阶，上垫板和下垫板分别置于上盖框和下盖框中部镂空处，上垫板和下垫板厚度不大于上盖框和下盖框的厚度。 

本实用新型所述燃料电池膜电极及测试样件制备夹具，其特征在于所述的垫板是导热材料垫板或隔热材料垫板。 

本实用新型的使用方法包括以下步骤： 

a、将聚酯框冲割成所需外边框形状， 

b、将下垫板放入下盖框中部镂空处，使垫板周边的台阶和下盖框镂空部分的台阶相配合， 

c、在下盖框的定位孔中插入定位杆， 

d、将步骤a冲割好的外边框通过定位杆放在下边框上，再依次将阴极电极、质子交换膜、阳极电极、外边框组装到下盖框上， 

e、盖上上盖框，将上垫板放入上盖框中部镂空处，使上垫板周边的台阶和上盖框镂空部分的台阶相配合，将螺栓穿入螺栓孔，拧紧螺栓，取出定位杆， 

f、将夹具放在油压机上进行热压合，压合结束后取出夹具，冷却后拧下螺栓取出压制好的MEA。 

本实用新型的有益效果是，可以通过调整垫板的厚度或材质调节MEA的受热程度，同时还可以使MEA受力均匀，减小对MEA的损伤，提高MEA成品率。 

附图说明

图1为方形夹具整体使用的结构示意图； 

图2为方形夹具整体使用的侧视图； 

图3为方形垫板的结构示意图； 

图4为方形垫板的侧视图； 

图5为方形上、下盖框的结构示意图； 

图6为方形上、下盖框的侧视图； 

图7为圆形夹具整体使用的结构示意图； 

图8为圆形夹具整体使用的侧视图； 

图9为圆形垫板的结构示意图； 

图10为圆形垫板的侧视图； 

图11为圆形上、下盖框的结构示意图； 

图12为圆形上、下盖框的侧视图。 

附图中，1、上盖框，2、下盖框，3、定位孔，4-1、下盖板，4-2、上盖板，5、螺栓孔，6、圆形上盖框，7、圆形下盖框，8、圆形盖框定位孔，9-1、圆形绝热下垫板，9-2、圆形绝热上垫板，10、圆形盖框螺栓孔。 

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。