[发明专利]一种燃料电池膜电极的制作方法及设备

说明书

本发明属于燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池膜电极的制作方法，包括：在质子交换膜的A面涂布第一电极层后，在质子交换膜A面上复合第一保护膜，然后在质子交换膜的B面涂布第二电极层，最后对第一保护膜进行降粘处理，将第一保护膜剥离得到膜电极，其中，涂布完A面上的第一电极层后，通过第一保护膜对其进行保护，避免在进行第二电极层涂布时，对第一电极层造成损伤，同时在进行第二电极层涂布时，首先检测第一电极层的尺寸，根据第一电极层的尺寸进行第二电极层涂布，使得第一电极层和第二电极层的尺寸对齐，减少了生产报废率，同时公开了制作设备，整个过程采用自动化设备完成，无需采用转移印刷的方式，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池膜电极的制作方法和设备。

背景技术

燃料电池因低污染甚至无污染被全球认为未来的环保新能源，欧美、日本等国家已经掌握燃料电池的开发技术并已经应用在生产中，如德国巴拉德、日本丰田已量产燃料电池的新能源汽车。燃料电池膜电极(MEA)是由质子交换膜和两侧的催化剂阳极、催化剂阴极组成，膜电极是燃料电池中的核心部件，直接决定燃料电池的性能。

如图1所示，质子交换膜原始材料带有一层原始保护膜102，质子交换膜101中未被原始保护膜102保护的面称为A面，被保护面成为B面，质子交换膜101对温度和水分很敏感，当涂布完A面并剥离保护薄膜102后失去支撑的质子交换膜101容易发生尺寸变形和溶胀，目前国内燃料电池研究机构在制作膜电极的工艺通常采用转移印刷的方式来解决，例如质子交换膜A面直接涂布催化剂阳极，催化剂阴极涂布在另一种薄膜上再转移到质子交换膜B面来实现膜电极的制作。这种工艺的缺点是生产效率低下、转移印刷过程中易对涂布好的催化剂涂层(A面涂层)造成损伤如剥落残留、A/B面涂层尺寸无法对齐、报废率高。

发明内容

为了解决现有技术中膜电极制作时，印刷转移过程容易对A面涂层造成损伤的技术问题，本发明提供一种燃料电池膜电极的制作方法和设备，具体通过以下技术方案予以实现：

一种燃料电池膜电极的制作方法，包括如下步骤：

在质子交换膜的A面涂布第一电极层；

在质子交换膜A面上复合第一保护膜；

在质子交换膜的B面涂布第二电极层；

对第一保护膜进行降粘处理以降低第一保护膜的粘着力；

将第一保护膜剥离得到膜电极。

其中，第一保护膜在降粘处理之前的粘着力范围为：2～50N/25mm，经过所述降粘处理后的粘着力范围为：0～1N/25mm。

其中，降粘处理包括：热处理、光处理、真空处理、化学处理中的至少一种。

其中，质子交换膜的B面设有原始保护膜，所述在质子交换膜的B面涂布第二电极层的步骤之前，还包括步骤：剥离所述原始保护膜。

其中，在质子交换膜的B面涂布第二电极层的步骤，包括：

通过传感器检测A面第一电极层的尺寸；

根据所述第一电极层的尺寸对质子交换膜B面涂布第二电极层，使所述第二电极层与所述第一电极层对齐。

一种燃料电池膜电极的制作设备，包括：

第一放卷装置，用于释放质子交换膜；

第一涂布装置，设置在第一放卷装置的下游，用于对第一放卷装置释放的所述质子交换膜的A面涂布第一电极层；

放卷复合装置，设置在第一涂布装置的下游，用于将第一保护膜复合在质子交换膜的A面上；

第二涂布装置，设置在放卷复合装置的下游，用于对质子交换膜的B面涂布第二电极层；