[发明专利]一种燃料电池双边框膜电极组件贴合装置及方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池双边框膜电极组件贴合装置及方法。本发明的贴合装置，包括下边框定位组合件，下边框定位组件上铰接有质子交换膜定位组合件，下边框定位组件上滑动连接有上边框定位组合件；所述下边框定位组合件上设置有下边框定位标记，质子交换膜定位组合件上设置有边界结构，下边框定位标记以边界结构定位，上边框定位组合件上设置有上边框定位标记；所述下边框定位组合件上设置有用于对上边框定位组合件进行限位的定位元件，下边框定位组合件上还滑动连接有用于将上边框从上边框定位组合件上剥离并贴合到质子交换膜上的辊压机构。本发明提供了一种定位准确、密封效果更好且工作工艺简单的燃料电池双边框膜电极组件贴合装置及方法。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池双边框膜电极组件贴合装置及方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种利用氢气与氧化剂(一般是空气)的电化学反应的能量直接转化电能的发电装置，因其具有能量转换效率高、产物水清洁无污染等优点，发展和应用前景广阔。膜电极组件(MEA)是燃料电池的核心部件，其主要由质子交换膜、催化剂层、边框和气体扩散层等组成。作为燃料电池核心部件，其决定着燃料电池的性能好坏。在燃料电池的工作过程中，质子交换膜需要有效地将燃料与氧化剂阻隔开，防止氢气和氧化剂互相渗透引起的电池性能下降以及寿命的衰减。由于质子交换膜的机械强度低，需要将其用胶水固定在具有一定强度的边框上，以此达到密封的效果。

因此，对于燃料电池膜电极组件，如何保证质子交换膜和边框上胶水之间的定位精准，成为膜电极贴合质量的重要标准。

传统的贴合装备无法保持膜电极贴合精度的一致性、边框与边框之间存在气泡。部分自动化设备已经弥补了上述缺陷，但自动化设备价格又特别昂贵，一般企业无法承受。因此，开发一种产品精度一致性好、密封效果更好、无气泡且性价比高的装置成为本领域的重点。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种定位准确、密封效果更好且工作工艺简单的燃料电池双边框膜电极组件贴合装置及方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种燃料电池双边框膜电极组件贴合装置，包括用于定位下边框的下边框定位组合件，下边框定位组件上铰接有用于定位质子交换膜的质子交换膜定位组合件，下边框定位组件上滑动连接有上边框定位组合件，上边框定位组合件相对于下边框定位组合件倾斜设置；所述下边框定位组合件上设置有用于对下边框进行定位的下边框定位标记，质子交换膜定位组合件上设置有用于对质子交换膜进行限位的边界结构，下边框定位标记以边界结构定位，上边框定位组合件上设置有上边框定位标记；所述下边框定位组合件上设置有用于对上边框定位组合件进行限位的定位元件，下边框定位组合件上还滑动连接有用于将上边框从上边框定位组合件上剥离并贴合到质子交换膜上的辊压机构。

底膜在质子交换膜定位组合件上以边界结构进行定位后，再将下边框定位组合件和质子交换膜定位组合件合上，以将底膜转移到边框定位组合件上，再通过底膜在下边框定位组合件上作出下边框定位标记。将下边框放置到下边框定位组合件时，将下边框上的压敏胶以下边框定位标记进行定位；将质子交换膜放置到质子交换膜定位组合件上时，质子交换膜以边界结构定位；再将下边框定位组合件和质子交换膜定位组合件合上，使下边框与质子交换膜粘接。将上边框上的压敏胶以上边框定位标记进行定位，移动上边框定位组合件到定位元件位置，使用辊压机构将上边框压合到质子交换膜上，得到膜电极组件。由于下边框和质子交换膜的最初的定位基准均为边界结构，则下边框与质子交换膜的配合精度高。上边框以上边框定位标记定位，且通过定位元件对上边框定位组合件进行准确定位，则上边框与质子交换膜和下边框准确贴合。

作为本发明的优选方案，还包括真空泵，上边框定位组合件、质子交换膜定位组合件和下边框定位组合件均通过气管与真空泵连接。