[发明专利]一种氢燃料电池芯片的组装设备及组装方法

说明书

本发明提供了一种氢燃料电池芯片的组装设备及组装方法，该组装设备包括预装组件、热压合机以及控制器。预装组件包括各自独立的放料治具、第一垫板、第二垫板以及仿形吸具，放料治具以及仿形吸具上均设置有吸盘。热压合机包括移动平台、传送机构、电缸、加热板以及压合治具，加热板与活塞杆之间设置有压力传感器，控制器根据压力传感器反馈的压力信号控制施加在产品上的压力大小。本发明的预装组件可帮助辅助工人快速完成5CCM的预装，热压合机可对人工预装后的5CCM进行自动化热压合操作。同时，本发明提出了5CCM半自动化组装方法，提高了生产效率，同时采用机器自动化压合操作要比人工操作误差更小，产品质量更稳定。

技术领域

本发明属于氢燃料电池生产技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池芯片的组装设备及组装方法。

背景技术

燃料电池是很有发展前途的新动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极。其和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点。

燃料电池芯片(3CCM)包含CCM(质子交换膜)以及喷涂在正反两面的阴、阳极催化剂(其中CCM阴极喷涂阴极催化剂，CCM阳极喷涂阳极催化剂)。

膜电极组件主要由3CCM以及GDL组成，3CCM在参与膜电极组件制作前，还需要在3CCM的正反面各热压合一层PEN边框膜(PEN边框膜的一面为光滑，无胶水面；另一面为粗糙，有胶水面)预装成5CCM。预装好的5CCM还需要经过热压合操作。目前，5CCM的预装以及热压合均依靠人工操作，工作效率低，产品质量不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢燃料电池芯片的组装设备及组装方法，其可以实现5CCM的半自动化组装，提高生产效率以及产品质量。

本发明是这样实现的，一种氢燃料电池芯片的组装设备，其包括预装组件、热压合机以及控制器，所述控制器与所述热压合机的电力系统电连接，用于控制所述热压合机的运行；所述预装组件包括各自独立的放料治具、第一垫板、第二垫板以及仿形吸具，所述仿形吸具的腔体形状与3CCM的形状相匹配，所述放料治具以及仿形吸具上均设置有吸盘；所述热压合机包括移动平台、用于驱动所述移动平台移动的传送机构、电缸、加热板以及用于防止5CCM移位的压合治具，所述加热板与所述电缸的活塞杆连接，所述压合治具安装在所述移动平台上，所述移动平台位于所述加热板的下方，所述加热板与活塞杆末端之间设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电连接，所述控制器根据接收到的压力传感器反馈的压力信号控制所述电缸活塞杆的伸出长度，进而控制施加在产品上的压力大小。

进一步的，所述热压合机还包括安装架，所述安装架具有若干导向柱，以及沿所述导向柱从上往下依次间距设置的第一安装板、第二安装板以及第三安装板，所述电缸安装在所述第一安装板的顶面上，所述加热板安装在所述第二安装板的底面，所述第二安装板对应导向柱的位置开设有穿孔，所述导向柱穿设在穿孔内；所述传送机构安装在所述第三安装板上。

进一步的，所述热压合机还包括隔热板，所述隔热板安装在所述第二安装板与加热板之间。

进一步的，所述传送机构包括电机、皮带轮以及皮带，所述电机与所述皮带轮传动连接，所述皮带绕置在所述皮带轮上，所述皮带通过夹具与所述移动平台固定连接。

进一步的，所述传送机构还包括两条并行设置的滑轨，所述移动平台的两侧边分别通过一滑块与所述滑轨滑动连接。

进一步的，所述组装设备还包括安全系统，所述安全系统包括护罩，所述护罩围设在组装设备的外围；所述护罩上开设有操作口，所述操作口处设置有安全光栅，所述安全光栅与所述控制器电连接，当所述安全光栅检测到有手伸入所述操作口时，所述控制器控制设备停止运行。