[发明专利]一种燃料电池膜电极边框制备方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池膜电极边框制备方法，包括以下步骤：(1)取切割完成的离子交换膜置于底板的定位加工区域上，铺平；(2)取切割好的压敏胶膜边框以胶层面朝外安置在滚辊表面并铺平，滚辊沿底板滚动，使得离子交换膜与压敏胶膜边框粘合，并制成半成品；(3)将步骤(2)中的半成品的胶层面朝上放置在底板的定位加工区域，取另一层切割好的压敏胶膜边框以胶层面朝外安置在复位的滚辊表面并铺平，滚辊重复沿底板滚动，使得半成品与另一层压敏胶膜边框粘合，即得到膜电极边框。与现有技术相比，本发明制备的膜电极边框密封可靠、简便易行、无气泡，制备过程简单高效节能等。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池膜电极边框制备方法。

背景技术

离子交换膜燃料电池(以下称为燃料电池)，是一种不经卡诺循环，利用燃料(氢气)与氧化剂(一般采用空气)的电化学反应，将化学能直接转化为电能的发电装置。膜电极组件(MEA)是燃料电池的核心部件，在燃料电池的工作过程中，膜电极需要有效地将燃料与氧化剂阻隔开，防止燃料与氧化剂混合直接发生化学反应，极端情况下甚至可能引起爆炸，或者燃料与氧化剂的互相渗漏引起的电池发电效率下降和寿命的衰减。然而，燃料电池所使用的离子交换膜机械强度较弱，并且在使用过程中会吸收一定的水分而膨胀变形，不得于密封；制作边框可以提高电极有效面积之外的膜的强度，并稳定膜电极尺寸，一种有效的燃料电池膜电极边框制备方法可以大大提升燃料电池的运行可靠性和寿命。膜电极边框制备，如专利CN200520046588.0所述，可解决电极密封问题，但操作较为繁琐；如专利CN201310732881.1，操作比较简单，但所述方法为面面式压合，使用压敏胶进行边框制作很容易带入大量气泡，制作边框稳定性欠佳。本发明专利的目的是提出一种密封可靠、简便易行、无气泡的膜电极边框的密封办法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池膜电极边框制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池膜电极边框制备方法，包括以下步骤：

(1)取切割完成的离子交换膜置于底板的定位加工区域上，铺平；

(2)取切割好的压敏胶膜边框以胶层面朝外安置在滚辊表面并铺平，滚辊沿底板滚动，使得离子交换膜与压敏胶膜边框粘合，并制成半成品；

(3)将步骤(2)中的半成品的胶层面朝上放置在底板的定位加工区域，取另一层切割好的压敏胶膜边框以胶层面朝外安置在复位的滚辊表面并铺平，滚辊重复沿底板滚动，使得半成品与另一层压敏胶膜边框粘合，即得到膜电极边框。

作为优选的实施方案，所述的底板和滚辊上分布有致密的真空微孔，所述真空微孔连接外部的抽真空装置。

作为更优选的实施方案，所述的真空微孔的直径不小于0.5mm。

作为更优选的实施方案，所述的滚辊的辊壁由内外两层材料制成，其中，内层材质为金属、硬塑料或碳，外层材质为硅胶、橡胶、海绵或聚氨酯。

作为更优选的实施方案，所述的底板和滚辊上还设有对应的起点位定位线、边框定位区域和离子交换膜定位区域，所述的底板上还设有供滚辊行进的直线卡槽。

作为优选的实施方案，滚辊的尺寸满足：其径向周长不小于压敏胶膜边框的长度。

作为优选的实施方案，所述的膜电极边框中，离子交换膜置入两层压敏胶膜边框之间的深度不少于4mm。

作为优选的实施方案，步骤(2)和步骤(3)中，膜电极边框的粘合方式为线接触式滚动压合。

作为优选的实施方案，步骤(1)中所述的离子交换膜为空白离子交换膜或者完成催化层制备的离子交换膜。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：