[发明专利]多规格燃料电池微孔层智能化连续印刷设备及其印刷工艺

说明书

本发明涉及燃料电池领域，具体是一种多规格燃料电池微孔层智能化连续印刷设备及其印刷工艺。主要包括多台丝网印刷装置、两条平行的传送机构、设置在两条传送机构之间的旋转台，旋转台上设有加热台和冷却台和plc系统；本设备可以实现微孔层在一台丝网印刷装置上印刷‑烘干‑检测‑冷却的多次连续化工序，解决对烘箱数量要求大以及场地面积占用大的问题，并且每台丝网印刷装置均与plc系统连接，以实现对每台丝网印刷装置印刷工序的单独控制，再结合激光厚度检测仪，可以针对同一片微孔层根据印刷情况及时补刷至满足担量厚度要求，或者及时停止印刷，避免超量现象，并且本设备在一个工序内至少完成两张气体扩散层的印刷制备，具有较高的工作效率。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种多规格燃料电池微孔层智能化连续印刷设备及其印刷工艺。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，具有系统体积小、能量密度高和清洁无污染、无需复杂的空气供给及增湿系统等优点，得到业界的重视。膜电极是其核心组件，膜电极由质子交换膜、催化剂层以及气体扩散层构成，气体扩散层是膜电极三合一组件的重要组成，是反应气体传输和生成水传递的重要通道。气体扩散层主要选用导电碳黑浆料均匀涂覆在经过疏水处理的微孔层表面，经过高温烧结固化制成；涂覆方式有丝网印刷、静电纺丝、喷印刷涂和涂覆成膜方式，其中丝网印刷方式具有附着力强、版面柔软印压小、墨层覆盖力强等优点，所以应用最为广泛。

但是对于非柔性纸质的微孔层采用丝网印刷制备时，每片微孔层都需要借助压板等辅助设备实现其印刷过程中的定位，并且丝网印刷本身网版尺寸限制，只能实现对微孔层单片印刷，故而在印刷过程中需要人工或者手动进行更换，达不到连续生产工艺，影响了生产效率，进而导致丝网印刷工艺在气体扩散层的商业化上不能得到较多的应用，如专利201710318918.4中公开的一种质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法，直接采用的丝网印刷实现对单片的微孔层实现印刷涂覆工艺。

为了解决上述问题，目前市场上也在丝网印刷中加入了连续印刷的工艺，如专利201911367629.9公开的一种连续制备燃料电池气体扩散层的装置及方法，装置包括上料端传送带，通过第一电机驱动而连续从原料碳纸支架上输送原料碳纸；丝网印刷机，进行涂覆以得到微孔层碳纸；下料端传送带，在第二电机驱动下运行并连续输送微孔层碳纸依次经过真空烘箱和高温气氛烘箱，得到气体扩散层，收卷；上料端传送带与第一真空泵连接，下料端传送带与第二真空泵连接；同步控制器控制第一电机和第二电机同步启停。该发明通过将上料端传送带和下料端传送带分别与第一真空泵和第二真空泵相连提供真空吸附，保证了原料碳纸的稳定连续输送；第一电机和第二电机的同步启停有利于加快生产节拍，实现原料碳纸的连续涂覆。

虽然上述专利可以实现微孔层的批量运输至丝网印刷机处后实现印刷，但是对于不同规格的气体扩散层，对微孔层表面浆料的担载量有不同的要求，上述方式只能实现一次印刷，往往是无法达到担载量需求的，一般的解决方法是在传送带的传送过程中设置多台丝网印刷机，由于微孔层每刷一次后，都需要进行烘干，所以在每台丝网印刷机的后工位处也需要设置一台烘箱，导致对整体传送占地面积要求高，造成巨额的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种多规格燃料电池微孔层智能化连续印刷设备及其印刷工艺，可以应对多规格要求的气体扩散层的连续印刷，同时不需要设置多个烘箱也可以实现对微孔层的实时烘干，解决场地占用面积大、成本高的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种多规格燃料电池微孔连续印刷设备，包括丝网印刷装置和Plc系统，所述丝网印刷装置均包括薄板式印刷台以及对微孔层识别的传感器；所述微孔层智能化连续印刷设备还包括以下装置：