[发明专利]一种氢燃料电池膜电极组件的制备设备及制备方法

说明书

本发明属于氢燃料电池生产设备领域，提供了一种氢燃料电池膜电极组件的制备设备及制备方法。本发明的设备包括阴极GDL料仓、阳极GDL料仓、5CCM料仓、GDL四轴搬运机构、GDL视觉定位装置、移动机构、吸附平台、点胶机构、5CCM四轴搬运机构、5CCM视觉定位装置、打码机、压合机构以及控制器。该设备集成了片料存放、搬运、定位、点胶、打码及压合等操作。使得膜电极组件生产过程中的各个环节实现了自动化，减少人工成本，提高了生产效率，减少失误率。并且本设备的各个机构以及工位的空间布局合理，整体结构紧凑，占用空间小。此外，本发明的制备方法，采用双工位并行运行，互不干涉，优化了设备的运行效率。

技术领域

本发明属于氢燃料电池生产设备领域，尤其涉及一种氢燃料电池膜电极组件的制备设备及制备方法。

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。

膜电极组件(MEA)是氢燃料电池最重要的部件之一，它是燃料电池芯片(3CCM)、气体扩散层(GDL)等部分组成，它的工作原理是通过阴、阳极的电催化作用和质子交换膜的质子传导性，使位于电极两侧的氢气和氧气发生电化学反应，产生电能。

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)；5CCM包含3CCM以及分布在两面的PEN边框膜。

目前，在制备膜电极组件的过程中，GDL以及CCM主要采用人工上料，但人工上料的方式生产效率不高，并且无法实现自动化生产。

为此，亟需一种膜电极组件制备设备及相关的制备工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种氢燃料电池膜电极组件的制备设备及制备方法，旨在解决氢燃料电池的膜电极组件采用人工上料方式所存在的生产效率低以及无法实现自动化生产的问题。

本发明是这样实现的，一种氢燃料电池膜电极组件的制备设备，包括阴极GDL料仓、阳极GDL料仓、5CCM料仓、GDL四轴搬运机构、GDL视觉定位装置、移动机构、吸附平台、点胶机构、5CCM四轴搬运机构、5CCM视觉定位装置、打码机、压合机构以及控制器；

所述GDL四轴搬运机构用于将阴极GDL料仓中的阴极GDL以及阳极GDL料仓中的阳极GDL搬运至吸附平台上；

所述GDL视觉定位装置用于采集所述GDL四轴搬运机构上抓取的GDL片料的方位信息，并反馈至控制器中，所述控制器将其接收到的方位信息进行处理，并根据处理结果控制所述GDL四轴搬运机构做相应的转动，以将GDL片料的方位校正至设定的角度；

所述5CCM四轴搬运机构用于将5CCM搬运至所述吸附平台上，以及将膜电极组件搬运至所述压合机构的上料区；

所述5CCM视觉定位装置用于采集所述5CCM四轴搬运机构上抓取的5CCM片料的方位信息，并反馈至控制器中，所述控制器将其接收到的方位信息进行处理，并根据处理结果控制所述5CCM四轴搬运机构做相应的转动，以将5CCM片料的方位校正至设定的角度；

所述吸附平台用于承载片料以及将片料吸平，所述吸附平台安装在所述移动机构上；所述移动机构用于驱动所述吸附平台，使于靠近所述GDL四轴搬运机构的位置与靠近所述5CCM四轴搬运机构的位置之间往复移动；

所述控制器中存储有点胶路径信息，所述控制器控制所述点胶机构沿设定的点胶路线给所述吸附平台上的片料点胶；