[发明专利]一种用于膜电极浆料均匀输送的存储-涂布联动装置

说明书

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种用于膜电极浆料均匀输送的存储‑涂布联动装置。该装置包括浆料存储装置和涂布模头，所述浆料存储装置包括存储容器，所述存储容器内设有超声发生器和第一搅拌装置；所述涂布模头包括下模、密封垫片和上模，所述下模上开有与输送管道相通的凹槽，所述凹槽的底部设有第二搅拌装置，凹槽的两端设有隔板；隔板之间设有隔断面，隔断面上设有若干开口大小可调的溢流圈；所述密封垫片对应隔板的位置开有槽。本发明浆料存储装置充分保证了浆料体系的均匀分散；定量输送保证了浆料输送至涂布模头的稳定性；涂布模头内的搅拌器，进一步确保浆料的均一性；溢流圈保证了浆料从模唇输出的稳定性。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种用于膜电极浆料均匀输送的存储-涂布联动装置。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使用寿命长。因此，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件，是燃料电池内部能量转换的场所。膜电极承担燃料电池内的多相物质传输(液态水、氢气、氧气、质子和电子传输)，通过电化学反应，负责将氢气的化学能转化为电能。膜电极的性能和成本影响甚者决定质子交换膜燃料电池的性能、寿命及成本，膜电极催化剂涂层的涂覆直接影响到膜电极的性能。现有技术中，膜电极催化剂涂层存在两边厚度偏薄或者中间厚度偏厚，达不到理论要求，导致涂布利用率降低的问题；同时，涂布过程中浆料均匀性降低，导致涂层横向和纵向均存在Pt载量有偏差的情况，最终使得膜电极性能不稳定。

申请号为CN201811121674.1的发明专利公开了一种涂布模头及涂布机。该涂布模头，包括由下而上依次设置的下模、中模及上模，所述下模与所述中模之间夹设有第一垫片，所述中模与上模之间夹设有第二垫片。在涂布时，背棍带动待涂布的基材经过第一涂布开口时，所述第一流体分配腔内的第一涂料由第一涂布开口挤出而涂布在基材的表面形成第一涂层，表面涂覆有第一涂层的基材在经过所述第二涂布开口时，所述第二流体分配腔内的第二涂料由第二涂布开口挤出而涂布在所述第一涂层的表面以形成第二涂层，从而使得基材在经过该涂布模头时能够完成双层涂布，提高了涂布效率及产品的生产效率。

申请号为CN202011279441.1的发明专利公开了一种狭缝涂布模头，包括模头本体和负压组件，模头本体上设有涂布唇口；负压组件包括负压产生机构以及与所述负压产生机构相连的负压通路，所述负压通路位于所述涂布唇口的同侧，且与所述涂布唇口同向设置。涂布唇口进行涂覆出料，负压产生机构工作，使得负压通路产生负压。当负压通路形成负压后，由于负压通路位于涂布唇口的同侧且同向设置，可以进而使得涂布唇口处在涂覆的过程中也形成负压，实现涂布唇口处真空涂布，真空涂布可以使在涂布过程中不会受到外界影响，从而使得薄层涂布密度均匀，有效提高薄层涂布质量。

上述申请中均未考虑到浆料涂布过程中在储存罐和模头内的状态问题，以及浆料输送过程受浆料高度的影响存在波动性的问题，同时，模头内部存储浆料的凹槽空间狭小，浆料从中间流至两侧存在差异，这种方式无法保证浆料体系的均匀性以及模唇浆料量从左至右的一致性。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种用于膜电极浆料均匀输送的存储-涂布联动装置，能够维持涂布过程中浆料均匀性，保证膜电极的性能稳定。

按照本发明的技术方案，所述用于膜电极浆料均匀输送的存储-涂布联动装置，包括浆料存储装置和涂布模头，所述浆料存储装置和涂布模头之间通过输送管道相连，所述输送管道上设有泵；

所述浆料存储装置包括存储容器，所述存储容器内设有超声发生器和第一搅拌装置；