[发明专利]一种燃料电池膜电极制备工艺及其热压模具

权利要求书

1.一种燃料电池膜电极制备工艺，其特征在于，采用燃料电池膜电极热压模具，所述燃料电池膜电极热压模具包括底板、下定位片、上定位片、定位框、压块、可移动的刀模；底板、下定位片、初始膜电极聚酯边框、上定位片、压块依序设置，其中压块位于定位框中心的定位框通孔内；第一气体扩散层、第二气体扩散层分别位于下定位片通孔、上定位孔通孔内；底板、下定位片、初始膜电极聚酯边框、上定位片、定位框、刀模通过定位销固定连接；刀模为镶嵌了刀片的平板，刀模下行时，刀片穿过定位框的通孔和压块之间的缝隙压在上定位片上；刀模下行时，刀片穿过定位框的通孔和压块之间的缝隙且刀片压在上定位片上以切断上定位片、初始膜电极聚酯边框和下定位片；刀片的刀刃的形状与所需膜电极聚酯边框的外形相同；刀片伸出刀模平板的高度比压块、上定位片、下定位片加起来的厚度大0.5~1mm；

所述制备工艺包括以下步骤：

（a）依据所需膜电极聚酯边框的外形确定底板凹槽形状、刀片形状，依据气体扩散层的尺寸确定下定位片通孔、上定位片通孔、定位框通孔、压块的形状；

（b）在底板插入定位销；

（c）下定位片的定位孔穿过定位销，且下定位片通过粘合层粘附在底板上；

（d）在下定位片的通孔中放置第一气体扩散层；

（e）初始膜电极聚酯边框的定位孔穿过所述的定位销，且使初始膜电极聚酯边框紧贴于第一气体扩散层；

（f）上定位片的定位孔穿过所述的定位销，且上定位片紧贴于初始膜电极聚酯边框；

（g）在上定位片的通孔中放置第二气体扩散层；

（h）定位框的定位孔穿过所述的定位销，且定位框压在上定位片上；

（i）在定位框的通孔正中心放置压块；

（j）刀模的定位孔穿过所述的定位销，此时刀片穿过定位框的通孔和压块的缝隙压在上定位片上；

（k）将经过步骤（a）~（j）所得的组件整体送入热压机中热压；

热压温度为70~180℃，热压压力为0.1~5MPa，热压时间为0.5~2min，热压完毕后取出冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极制备工艺，其特征在于，还包括步骤（l）更换上定位片，继续热压下一片初始膜电极聚酯边框。

3. 根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极制备工艺，其特征在于： 所述底板上设置凹槽；凹槽的宽度为4-10mm，凹槽的深度≥1mm；凹槽内填充聚氨酯层；所述下定位片厚度为0.05~0.2mm，在下定位片中心开设所述的下定位片通孔，下定位片通孔的形状与第一气体扩散层的形状相同；所述上定位片与下定位片形状相同；第一气体扩散层和第二扩散层形状相同。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极制备工艺，其特征在于：所述定位框外尺寸与底板相同，在定位框中心开设定位框通孔，定位框通孔尺寸按第二气体扩散层的尺寸等比例放大2mm；所述压块的尺寸按第二气体扩散层的尺寸等比例放大1.5~1.8mm，压块厚度比定位框通孔的深度大0.5~1mm。

5. 根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极制备工艺，其特征在于： 于底板凹槽与外边缘之间设置底板定位孔；于下定位片、上定位片、定位框、刀模相同的位置分别设置下定位片定位孔、上定位片定位孔、定位框定位孔、刀模定位孔。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极制备工艺，其特征在于：所述底板、定位框、压块、刀模的制成材料为不锈钢、铝；所述下定位片的制成材料为一面带粘合层的聚四氟乙烯布；所述上定位片的制成材料为不带粘合层的聚四氟乙烯布。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极制备工艺，其特征在于：所需膜电极聚酯边框的外形为矩形、圆、六边形或八边形。