[发明专利]一种CCM制备装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种CCM制备装置及其制备方法，涉及CCM制备技术领域；该装置具体包括设置于机架上的第一放卷机构、狭缝涂布头、涂布背辊、热辐射负压罩、烘箱、压实机构、第二放卷机构、保护膜贴合机构和收卷机构，该方法包括将质子交换膜放置于第一放卷机构处，并将其依次穿过涂布背辊、热辐射负压罩、烘箱、压实机构、保护膜贴合机构和收卷机构，将PET保护膜放置于第二放卷机构处，并拉伸贴合于质子交换膜表面，且穿过保护膜贴合机构，启动装置，此时收卷机构提供收卷驱动力。本发明通过设置具备加热功能的涂布背辊、热辐射负压罩、烘箱、压实机构，其能将催化剂层进行速干，从而防止了杂质掺入催化剂层内造成的质量降低。

技术领域

本发明涉及CCM制备技术领域，尤其涉及一种CCM制备装置及其制备方法。

背景技术

膜电极的制备工艺目前多为热压转印、超声喷涂等，但是超声喷涂效率低，优率低。热压转印工艺繁琐、效率较低，优率低。

CCM是将催化剂直接作用在质子交换膜的两面，无需热压以制备膜电极的一种技术，也称双面直涂技术，双面直涂生产效率高，优率高，能够提高催化剂的利用率和质子传导性，进一步降低催化剂Pt的担载量，适合大批量生产，但是难度极高。这是因为由于CCM直接涂覆法只能在质子交换膜的第一面直接涂覆，如果直接在质子交换膜的第二面直接涂覆催化剂会造成质子交换膜发生大尺寸不可控的溶胀。

现有技术中，为了避免质子交换膜在第二面直接涂覆催化剂层时发生的溶胀，造成产品不良，多采用热压转印和超声喷涂的方法。然而，热压转印法制备膜电极过程繁琐且产品优率低，超声喷涂催化剂利用率低，优率低，生产节奏慢等缺点，均不适合大规模商业化量产。

经检索，中国专利公开号为CN112803050A公布了一种膜电极制备装置及其制备方法，其中涂布背辊采用真空吸附加热方式，真空吸附设备工艺复杂，且真空吸附极易吸附灰尘颗粒，导致涂布背辊表面凹凸不平，以致于涂布出来良率不高；CN110137512A公布一种燃料电池膜电极的制作方法及设备，其中保护膜采用微球颗粒式，微球直径在0.05-5um，微球颗粒容易残留在催化剂层，导致催化剂性能较差。

针对以上问题，本发明提出的一种CCM制备装置及其制备方法，旨在解决涂布时，催化剂层表面不平整和容易出现残留的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种CCM制备装置及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种CCM制备装置，包括设置于机架上的第一放卷机构、狭缝涂布头、涂布背辊、热辐射负压罩、烘箱、压实机构、第二放卷机构、保护膜贴合机构和收卷机构，所述第一放卷机构上的CCM膜电极依次穿过涂布背辊的左侧、热辐射负压罩的底部、烘箱的内腔、压实机构的中部和保护膜贴合机构的中部后连接于收卷机构。

优选地：所述第一放卷机构、涂布背辊、第二放卷机构和收卷机构均为转动连接于机架外壁的辊件组成，且收卷机构的辊件连接有驱动件一。

进一步地：所述涂布背辊的辊件为镀铬镜面辊，其内部设置加热件，所述加热件可以为电加热、水加热、热油加热、蒸汽加热中的任意一种。

在前述方案的基础上：所述热辐射负压罩通过管路和可调阀门连接有排气件，所述排气件可以为离心式风机、排气泵中任意一种，且所述热辐射负压罩的加热方式为电加热。

在前述方案中更佳的方案是：所述压实机构由两组辊件构成，其中一组辊件转动连接于机架，另一组辊件通过升降施压件一连接于机架，所述升降施压件一可以为气缸、电缸、液压缸中的任意一种，所述压实机构的辊件与所述涂布背辊的辊件结构完全相同，其内部设置加热件，所述加热件可以为电加热、水加热、热油加热、蒸汽加热中的任意一种。