[发明专利]一种燃料电池双极板制造设备及其方法

说明书

本发明涉及燃料电池极板制造技术领域，尤其涉及一种燃料电池双极板制造设备，包括电控系统，输送线装置，自动取料工装，模压装置，极板清洁装置，极板装篮装置，输送线装置、自动取料工装、模压装置、极板清洁装置和极板装篮装置均与电控系统电连接，本发明有利于提高双极板品质，降低了不合格率及人为不稳定因素风险；降低双极板有机物污染风险，提升电堆性能。一种燃料电池双极板的制造方法，包括以下步骤：送料，放料，模压，取料，出料，清极板，装篮，有效提高双极板生产质量，减少因杂质残留造成后续批次的极板缺陷，方便进行后续的极板高质量生产。

技术领域

本发明涉及燃料电池极板制造技术领域，尤其涉及一种燃料电池双极板制造设备及其方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池，是目前世界上最成熟的一种利用电解水逆反应原理，使用可再生能源氢气作为还原剂、空气中氧气作为氧化剂将化学能转化为电能的发电装置。其不同于普通电池将化学反应物封存于电池内部，待反应物耗尽无法持续输出电能。燃料电池只需持续提供燃料气体及氧化剂即可持续输出电能，故利用燃料电池作为动力的机车，具有加注时间短，续航里程高等明显优势。其发电电堆具有体积小、能量密度高、零排放、净化空气等优势，反应生成富氢水具有抗氧化，利于机体恢复等效果。

燃料电池电堆是由多片单体电池串联叠加构成，将双极板与膜电极交替叠合密封，并由前、后端板及补偿装置压紧固定，构成质子交换膜燃料电池电堆。电堆的核心是双极板与MEA，双极板常用石墨材质制作。相比金属双极板，石墨双极板具有较高导电性、耐蚀性，质量轻、寿命长且与电极相容性好等特点。

现有石墨双极板成型工艺，其一，通过机械雕刻硬石墨表面，形成流场。此法效率低，机械加工难度大，成本较高，且加工成型极板较厚，较脆不易组装。其二，通过成型模具模压，形成流场。这种方法可将极板表面流场及公共通道等特征一次成型，相比雕刻有较高效率，节省成本，加工成型的极板可做到很薄，且具有一定韧性。但由于柔性石墨板较软，模压成型后形成微真空状态，吸附在模具表面，必须依靠人工去除废边，将成型极板从模具上取出。取出后的极板要再次经过人工去除公共通道及还原剂、氧化剂进气分配入口废料，容易造成极板密封区域损坏及废料遗漏，后期无法通过泄露测试且影响下工序。极板一致性，品质稳定性取决于操作工人，且极板容易被有机物污染，影响表面亲疏水性。

发明内容

本发明的目的是提供有利于提高双极板生产质量，降低不合格率及人为不稳定因素风险的燃料电池双极板制造设备。

本发明的另一目的在于提供能有效减少因杂质残留造成的极板生产质量下降，提高双极板加工质量的燃料电池双极板制造方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种燃料电池双极板制造设备，包括：

输送线装置，用于自动输送极板到不同的装置进行加工；

自动取料工装，用于取出输送线装置的极板原料，取出模压后成品极板及废料，并将废料与成品分离。

模压装置，用于将极板原料进行模压；

极板清洁装置，用于清洁成品极板两侧，得到清洁后成品石墨极板；

极板装篮装置，用于将清洁后的极板装篮。

电控系统，所述电控系统分别与所述输送线装置、自动取料工装、模压装置、极板清洁装置、极板装篮装置电连接，用于各装置的控制。

优选的，所述输送线装置包括第一输送线、第二输送线、第三输送线、第四输送线、顶升平移机和返板升降机，所述第一输送线和第二输送线平行布置，所述第三输送线垂直于第二输送线的一侧，所述第四输送线垂直于第一输送线和第二输送线的相同一端，所述第四输送线的两端均设置有返板升降机，所述顶升平移机设置于第一输送线和第二输送线背向第四输送线的相同一端，所述输送线装置还包括用于固定原料极板的原料工装板和用于固定成品极板的成品工装板，所述极板清洁装置和极板装篮装置依次设置于第四输送线的出料端。