[发明专利]一种微量氧气发生模块的制备方法及其治具组件

说明书

本发明提供了一种微量氧气发生模块的制备方法及治具组件，其能解决聚合物电解质膜的凹陷空间结构的成型、阳极气体扩散电极的定位和封装的技术问题。一种微量氧气发生模块的治具组件，其特征在于：包括成型工装、热压模具、集电板工装、底座工装和封装工装；成型工装包括上板和下板，上板设有成型头，下板设有下板网格，预制胶层的中心开有预制胶层通孔，上板和下板能够上下定位拼合，使得成型头和下板网格同轴设置；热压模具包括阳极模板和阴极模板，阳极模板设有定位并容纳阳极气体扩散电极的阳极网格，阴极模板设有定位并至少容纳预制胶层和聚合物电解质膜的阴极网格，阳极模板和阴极模板能够上下定位拼合，使得阳极网格和阴极网格同轴设置。

技术领域

本发明涉及通过电化学方法制造微流量纯氧的技术领域，具体涉及一种微量氧气发生模块的制备方法及其治具组件。

背景技术

制造微流量纯氧的主要方法是电化学方法，通过对膜电极组件施加直流电，在其阴极处使空气中的氧气发生电催化反应生成水，水通过聚合物电解质膜扩散至膜电极组件的阳极并在阳极发生电催化氧化反应生成纯氧，从宏观上看，这一过程是对空气中的氧气的浓缩提纯过程。

一种制造微流量纯氧的核心部件——微量氧气发生模块，其结构如图11d、11e所示，包括自上而下层叠设置并且外周通过绝缘胶带401/绝缘收缩管捆绑固定的阴极集电板36、膜电极组件19、阳极集电板25、片状半透层39和底座28，膜电极组件19包括自上而下层叠设置的阴极气体扩散电极8、聚合物电解质膜6和阳极气体扩散电极17。其中，聚合物电解质膜6的中间部位压制形成有朝向阴极气体扩散电极8一侧的凹陷空间（用于定位阳极气体扩散电极17），聚合物电解质膜6的外沿一圈（即凹陷空间以外的部位）与阴极气体扩散电极8之间设有用于两者粘连、封装的预制胶层11；聚合物电解质膜6的外沿一圈与阳极集电板25之间设有用于两者粘连、封装的极板框型密封件26，极板框型密封件26还嵌入凹陷空间与阳极气体扩散电极17之间的间隙；底座28位于片状半透层29外周一圈与阳极集电板25之间设有用于两者粘连、封装的底座框型密封件32。该结构的微量氧气发生模块相较于传统结构，其主要区别在于聚合物电解质膜的凹陷空间结构，凹陷空间与阳极气体扩散电极17的定位配合，以及相应封装结构的调整，如预制胶层11和极板框型密封件26。因此，有必要针对该新型结构，研发相应的治具组件以提高微量氧气发生模块的生产效率以及产品的合格率。

发明内容

本发明提供了一种微量氧气发生模块的制备方法及其治具组件，其能解决聚合物电解质膜的凹陷空间结构的成型、阳极气体扩散电极的定位和封装的技术问题。

其技术方案是这样的，一种微量氧气发生模块的治具组件，其特征在于：包括成型工装、热压模具、集电板工装、底座工装和封装工装；

所述成型工装包括上板和下板，所述上板设有与凹陷空间的凹槽内型面匹配的成型头，所述下板设有定位并至少容纳预制胶层和聚合物电解质膜的下板网格，预制胶层的中心开设有与凹陷空间的凹槽外型面匹配的预制胶层通孔，所述上板和所述下板能够上下定位拼合，使得所述成型头和所述下板网格同轴设置；

所述热压模具包括阳极模板和阴极模板，所述阳极模板设有定位并容纳阳极气体扩散电极的阳极网格，所述阴极模板设有定位并至少容纳预制胶层和聚合物电解质膜的阴极网格，所述阳极模板和所述阴极模板能够上下定位拼合，使得所述阳极网格和所述阴极网格同轴设置；

所述集电板工装设有定位并容纳膜电极组件和阳极集电板的集电板网格；

所述治具组件包括底座工装，所述底座工装设有定位并容纳膜电极组件、阳极集电板、片状半透层和底座的底座网格；

所述封装工装包括一对夹头，所述夹头的前侧下部向前延伸形成下颚、前侧上部铰接有上颚，所述夹头的后侧连接连轴，所述夹头的左右两侧下部对称的设有滑槽，所述滑槽前侧延伸至所述下颚，所述夹头的上方安装有倒U形的锁紧框，所述锁紧框的两侧下部形成有与所述滑槽滑动配合的滑块，所述锁紧框的上部螺纹连接有螺丝，所述螺丝穿过锁紧框的端部连接有压头；