[发明专利]用于燃料电池膜电极制备的卷对卷涂布系统

说明书

本发明揭示了一种用于燃料电池膜电极制备的卷对卷涂布系统，所述系统包括：水氢机供电系统、牵引装置、第一涂布装置、第二涂布装置、翻转装置、剥离装置、烘干装置；质子交换膜卷材在牵引装置作用下经过第一涂布装置进行涂布，涂布后经过翻转装置翻转，同时剥离背膜，进入第二涂布装置进行涂布，涂布后得到烘干后进行收卷。本发明提出的用于燃料电池膜电极制备的卷对卷涂布系统，可极大缩减设备占地面积，减少人工操作步骤，提供材料利用效率，提高生产效率，真正实现燃料电池的连续化生产。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，涉及一种燃料电池膜涂布系统，尤其涉及一种用于燃料电池膜电极制备的卷对卷涂布系统。

背景技术

燃料电池是采用氢气或甲醇等作为原料的发电产热装置，具有高能量转化效率，高能量密度，无污染零排放等优点。随着化石能源枯竭以及环境日益污染严重，清洁高效的能源转化装置是未来的发展趋势。而现有的燃料生产规模远不能满足日益增长的燃料电池电堆的需求。

现有的燃料电池膜电极生产多采用刮涂或丝印的方式，采用该方式的优点在是可以提高生产效率，但缺点是刮涂或丝印制备的涂层十分密实，不利于反应气体的渗透和扩散，以及该涂层会发生龟裂等现象，造成横向电子传递电阻变大和发生水淹等问题。

采用狭缝式挤压涂布或超声涂布有利于提供燃料电池膜电极涂层的均匀性和孔隙率，采用该方式制备的膜电极性能显著高于采用刮涂或丝印的方式。由于目前采用超声喷涂的方式都较为复杂，多采用预先裁剪成块状料再使用夹具固定后进行涂布，多见于实验室的小批量制备；或是采用真空吸附传送带进行涂布，无法做到卷对卷的连续化涂布。也鲜有狭缝式挤压涂布用于燃料电池制备的报道。

现有的燃料电池生产线无法满足燃料电池展现最佳性能的生产要求以及无法规模化量产。针对这些问题，如今迫切需要设计一种新的喷头系统，以便克服现有系统存在的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于燃料电池膜电极制备的卷对卷涂布系统，可极大缩减设备占地面积，减少人工操作步骤，提供材料利用效率，提高生产效率，真正实现燃料电池的连续化生产。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于燃料电池膜电极制备的卷对卷涂布系统，所述涂布系统包括：水氢发电机供电系统、牵引装置、第一涂布装置、第二涂布装置、翻转装置、剥离装置、烘干装置；

所述第一涂布装置和第二涂布装置采用狭缝式挤压涂布或超声喷涂方式，第一涂布装置或第二涂布装置能同时使用两种涂布方式；

质子交换膜卷材在牵引装置作用下经过第一涂布装置进行涂布，涂布后经过翻转装置翻转，同时剥离背膜，进入第二涂布装置进行涂布，涂布后得到烘干后进行收卷；

所述第一涂布装置、第二涂布装置采用卷对卷的涂布方式，在放卷辊端进行放料，涂布完两面后再经过收卷辊端进行收卷；

所述牵引装置包括放卷辊、收卷辊，质子交换膜在放卷辊端放料，质子交换膜在拉力作用下经过第一涂布装置、翻转装置、第二涂布装置、剥离装置、烘干装置后，通过收卷辊收集；

卷状的质子交换膜置于放卷辊上，经牵引进入到第一涂布装置进行涂布，涂布完后进入到烘干装置中进行烘烤，经背膜剥离装置剥离背膜，质子交换膜经翻转装置进行翻转进入到第二涂布装置涂布质子交换膜背面；涂布完质子交换膜背面后在收卷辊进行收卷；

所述第一涂布装置、第二涂布装置分别包括至少两套涂布系统，涂布系统通过机械臂移动，两套涂布系统各通过感应系统进行联用,感应系统由激光器、激光检测器、测量电路组成,当感应系统检测到质子交换膜运动到超声涂布下方时启动涂布装置；