[发明专利]一种膜电极的封装方法

说明书

本发明涉及膜电极的封装技术领域，特别涉及一种膜电极的封装方法，采用微孔吸盘吸附膜电极边框材料，即使膜电极边框材料再薄也能保证材料完全展平，并搭配滚压的方法实现第一膜电极边框与第二膜电极边框之间的贴合，同时能完全将第一膜电极边框与第二膜电极边框之间的空气完全排出，杜绝了气泡的产生，不仅能提高膜电极封装质量，还能生产效率高，可实现规模化连续生产。

技术领域

本发明涉及膜电极的封装技术领域，特别涉及一种膜电极的封装方法。

背景技术

膜电极是燃料电池的关键核心部件，是燃料电池发生电化学反应的场所，是传递电子和质子的介质，并为反应气体、尾气和液态水的进出提供通道；目前，膜电极的加工流程普遍为：在质子交换膜的两面分别涂覆催化剂(也称CCM)，然后将CCM用膜电极边框封边，然后在两面分别贴合气体扩散层。由于质子交换膜很薄，厚度仅有0.015mm，在加工过程中很难定位，且质子交换膜容易脱水产生褶皱，这些都给CCM的封边带来挑战；目前，边框的制作材料主要有PET、PI及PEN等，两层边框之间有热熔胶，将CCM与两层膜电极边框放入治具中(见图2)，通过热压将两层边框材料粘合。这种热压的工艺，在压合时由于无法将两层边框材料之间的空气完全排出，因此可能造成热压过程中部分的空气被封在边框内，形成气泡(如图3)。气泡的存在给膜电极的密封带来较大的隐患，不仅可能造成边框膜与边框膜或质子膜的粘合不良；同时还可能会对电堆的装配造成影响，尤其是在密封圈投影面积之内的气泡，密封圈的压力会导致气泡受压后内部压强增加而造成两层边框的剥离。

伴随着燃料电池的功率密度不断提升，膜电极的边框材料也越来越薄(单层边框的材料厚度大概在0.05mm-0.20mm)。如采用传统的加工工艺，CCM与膜电极边框的定位难度很大，质子交换膜材料的减薄导致材料很难展平(不展平膜电极压制后，边框上会有褶皱)，或者质子交换膜脱水也会导致CCM褶皱(由于本专利的质子交换膜是在喷涂催化剂之前进行封装，因此不存在质子交换膜褶皱的现象)，这都给膜电极封边工艺的加工增加了很大的难度：因此，采用热熔胶压制的方法，不仅生产效率较低，而且产品工艺质量存在缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种膜电极的封装方法，能够完全将两层边框中的空气完全排出，不产生气泡，这样生产的膜电极及产品品质好，而且生产效率高，可实现规模化连续生产。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种膜电极的封装方法，包括以下步骤：

S1、剥去第一膜电极边框靠近压敏胶层一侧的离型膜，并通过第一定位工装将带有离型膜的第一膜电极边框的另一面放在第一吸附平台上，对第一吸附平台进行抽真空操作，在第一膜电极边框被吸附在第一吸附平台之后，移走第一定位工装；

S2、剥去质子交换膜一侧的离型膜，并通过第二定位工装将带有离型膜的质子交换膜的另一面放在第二吸附平台上，对第二吸附平台进行抽真空操作，在质子交换膜被吸附在第二吸附平台之后，移走第二定位工装；

S3、将步骤S2中的第二吸附平台倒扣在步骤S1中的第一吸附平台上，维持第一吸附平台的抽真空操作，关闭第二吸附平台的抽真空操作，并移走第二吸附平台；

S4、去除质子交换膜的另一面的离型膜；

S5、通过辅助定位工装，将第二膜电极边框带有离型膜的一端与第一吸附平台紧贴，并对其施加正向力以使第二膜电极边框完全被第一吸附平台吸附，移走辅助定位工装；

S6、将滚压装置置于第一吸附平台上，并将第二膜电极边框带有离型膜的一端定位在滚压装置的吸附头上；

S7、控制滚压装置匀速向前运动，在滚压操作完毕之后，移走滚压装置，关闭第一吸附平台的抽真空操作，并接通大气，得到封装后的膜电极。

本发明的有益效果在于：