[发明专利]一种自动喷涂装置

说明书

本发明涉及一种自动喷涂装置，其包括：设置有加热装置的加热箱体，加热箱体内形成一喷涂作业空腔，自动喷涂装置作业时，加热箱体中的加热装置对喷涂作业空腔进行加热；喷涂作业空腔中设置有喷枪以及用于固定待喷涂工件的工作台，当待喷涂工件固定在工作台上，喷枪将喷涂材料喷涂到待喷涂工件上。在喷涂作业时，加热箱的设置可以使得自动喷涂装置作业时喷涂作业空腔也即喷涂环境中的温度维持在预设的较高的环境中，保证喷涂环境温度的一致性，降低了喷涂材料的浪费量且很好的解决了喷涂材料的溶剂挥发速度慢，溶剂与喷涂工件尤其是与质子交换膜接触时间长导致的质子交换膜产生溶胀的问题，极大的提升了喷涂后工件特别是膜电极的质量。

技术领域

本发明涉及一种自动喷涂装置，属于自动喷涂设备技术领域。

背景技术

在自动喷涂技术领域，往往要求喷涂材料喷涂到待喷涂工件上需要快速的挥发才能保证喷涂材料在喷涂工件上可高质量均匀的贴附同时防止溶剂与喷涂工件长时间的接触对喷涂工件的形状和结构带来的如溶胀、腐蚀、变形等不良影响，尤其是对于在膜材料上进行喷涂作业时，更加要求喷涂材料能喷涂在膜材料后进行快速的挥发，避免造成膜材料的溶胀。

氢能作为一种具有发展前景的新兴清洁能源，属于我国能源布局方向。氢燃料电池作为氢能的利用方式之一，以其环境友好、能量密度高、无电解液腐蚀泄露问题等优势在近年来也表现出蓬勃的发展趋势。因此，氢燃料电池已经开始逐步应用于备用电源、电动汽车、新能源家电等领域。

膜电极作为燃料电池中的核心部件，其工作状态会直接影响电池的寿命和输出功率。3CCM是在质子交换膜两侧分别依附催化层的一种电极结构，属于膜电极的核心，如何实现高效率地利用催化剂也成为了广泛关注的问题。

目前，3CCM的制备方法主要有喷涂、狭缝涂布和转印等。狭缝涂布是一种将催化剂浆液直接以涂布的方式直接覆于质子交换膜两侧的方法，其具有较高的涂布效率，可以一次涂布完成，但是由于该方法要求催化剂浆液的粘度较大，且磨头在环境中暴露的时间较长，很容易引起催化剂浆液在磨头区域的结块，进而导致涂覆得到的催化层厚度不均。转印法是以一种转印膜为中间载体，先将催化剂覆于转印膜上，再将转印膜与质子交换膜相结合，最终使催化层与质子交换膜相结合。这种方法可以有效地减少催化剂浆液中溶剂与质子交换膜结合的时间，减少质子交换膜的溶胀问题，但是其操作复杂，对转印膜的要求较高，不利于大规模的生产。

喷涂法则是将催化剂浆液直接喷涂到质子交换膜上制备成膜电极。该种制备方法较为简便，简化了制备工艺流程，提高了生产效率。但是，催化剂浆液直接接触质子交换膜容易引起质子交换膜的溶胀变形问题，进而影响3CCM的性能。现有技术中喷涂法一般需要用到自动喷涂装置，自动喷涂装置就是指一种可以通过程序控制喷涂的路径、速度以及流量的喷涂装置，这种自动化的装置引入不仅能够使喷涂具有可重复性和一致性，更能提高喷涂效率，使喷涂方法更具备工业化生产的条件。现有的自动喷涂装置缺乏对从喷涂装置中喷出的溶剂进行有效加热的加热装置，使得液体催化剂尤其是含有挥发性较差的溶剂的催化剂喷涂在膜上时难以使得催化剂浆液中的溶剂进行快速挥发，不能有效解决膜的溶胀问题。

现有技术中自动喷涂装置还存在喷涂料液在喷枪或者储存喷涂料液的料斗中储存时间过长容易使得喷涂料液尤其是催化剂浆液积聚沉淀，容易造成喷涂过程中的催化剂层的喷涂不均影响膜电极催化剂层结构和物化性能，最终影响膜电极以及应用其的燃料电池的性能。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种自动喷涂装置，其包括：设置有加热装置的加热箱体，加热箱体内形成一喷涂作业空腔，自动喷涂装置作业时，加热箱体中的加热装置对喷涂作业空腔进行加热；喷涂作业空腔中设置有喷枪以及用于固定待喷涂工件的工作台，当待喷涂工件固定在工作台上，喷枪将喷涂材料喷涂到待喷涂工件上。

进一步可选的，加热装置包括红外加热装置，在自动喷涂装置作业时，红外加热装置使喷涂作业空腔中的温度维持在预设温度范围内。