[发明专利]一种燃料电池膜电极制备工艺及其热压模具

说明书

本发明涉及一种燃料电池膜电极制备工艺及其热压模具，属于燃料电池膜电极制作领域，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；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。本发明通过定位销固定易于扭曲、变形的膜电极，避免在热压时位移；根据需求设计刀模的刀片形状和底板的凹槽形状，可制作任何形状的膜电极组件；使用定位片而不是开设浅槽来固定气体扩散层，加工简单，更换成本低。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池膜电极制备工艺及其热压模具，属于燃料电池膜电极制作领域。

背景技术

燃料电池膜电极组件包括一层带聚酯边框的膜电极，以及在其上、下平面上相对粘合的两片气体扩散层，共三个组件。为了保证对膜电极有效面积的最大利用，需要三个组件结合时对位准确。

专利1公开号[CN103887519A]公开了一种膜电极压合模具及其操作方法。该模具在上、下定位板开设通孔和凹槽来定位气体扩散层和膜电极，但是带有边框的膜电极易于扭曲、变形，无法在凹槽中平铺，导致压合时发生位移。

专利2公开号[CN104708803A]公开了一种燃料电池膜电极压合模具装置及其操作方法。该装置用上、下端板的凹槽来定位气体扩散层，用定位孔和导柱来固定聚酯边框，定位导柱对聚酯边框的拉伸作用保证了边框的平整性。但这种模具仅适合带定位孔的膜电极。

传统的燃料电池膜电极制备工艺存在的不足之处：①不能固定发生扭曲、变形的膜电极；②仅针对带有定位孔的膜电极这种特殊的形状；③精密模块的使用寿命低，更换的成本高。

发明内容

针对上述现有生产技术中的缺点，本发明提供一种燃料电池膜电极制备工艺及其热压模具，从而可有效的解决上述现有技术的缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种燃料电池膜电极制备工艺，其特征在于，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；初始膜电极聚酯边框的尺寸大于所需膜电极聚酯边框（最终产品）；

（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）将上述组件整体送入热压机中热压。

优选的，步骤（k）中，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。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。

一种燃料电池膜电极热压模具，其特征在于：包括底板、下定位片、上定位片、定位框、压块、可移动的刀模；