[发明专利]一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法

权利要求书

1.一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是至少包括如下步骤：

1)通过质子交换膜放卷位(1)和第1保护膜放卷工位(12)将质子交换膜(2)和第1保护膜(4)进行放卷，通过第1贴合工位(3)将两者进行贴合；

2)将步骤(1)中的两者贴合物通过第1催化剂复合工位(5)，使得第1催化剂层(6)与质子交换膜(2)上没有贴合的一侧进行复合，并且通过第1烘干工位(7)进行烘干；

3)在第2贴合工位(9)将第2保护膜(10)贴合至步骤2)中第1催化剂层(6)的一侧，再利用第2保护膜收卷工位(13)将第1保护膜(4)进行排废收卷；

4)当位置传感器(11)探测已复合好的第1催化剂层(6)的位置后，发出指令给第2催化剂复合工位(14)，让其在质子交换膜的另一侧进行第2催化剂层(15)的对位复合，使得第1催化剂层(6)与第2催化剂层(15)的位置关系为在质子交换膜(2)的两侧对称；

5)步骤4)进行完后，通过第2烘干工位(16)进行烘干，即得到燃料电池三层核心组件，利用3-CCM收卷工位(17)对带有第2保护膜(10)的燃料电池三层核心组件成品收卷。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是：第1保护膜(4)和第2保护膜(10)的材料是一种透明或者半透明的聚合物膜，其选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、丙烯腈和丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚酰胺膜、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或多种复合物。

3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是：第1保护膜(4)和第2保护膜(10)的厚度在0.02mm至1mm范围内。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池三层核心组件的制造方法，其特征是：所述的第1贴合工位(3)和第2贴合工位(9)采用的是冷压贴合或热压贴合方法。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是：所述的质子交换膜(2)为带有磺酸根基团支链的聚合物膜，所述的质子交换膜厚度为10μm至90μm。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是：所述的质子交换膜(2)为选用全氟磺酸树脂、磺化三氟苯乙烯、聚甲基 苯基磺酸硅氧烷、磺化聚醚醚酮、磺化聚苯乙烯-聚乙烯共聚物、磺化聚苯乙烯-聚乙烯与丁烯-聚苯乙烯复合、或者由上述聚合物填充多孔聚合物膜制备的质子交换膜。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是：所述的第1催化剂复合工位(5)和第2催化剂复合工位(14)是利用直接涂覆、或者印刷、或者间接转印、或者喷涂，或者狭缝挤出、或者物理化学沉积方式分别将第1催化剂层(6)，第2催化剂层(15)复合在质子交换膜(2)上。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是：所述的第1烘干工位(7)和第2烘干工位(16)的分别对应于第1催化剂复合工位(5)和第2催化剂复合工位(14)的工艺是可取舍的，若复合工位采用的是干态的方式进行复合，其烘干工位则舍去，若复合工位采用的是湿态的方式进行复合，烘干工位则保留，其烘干的温度范围在20℃至150℃之间。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是：所述的位置传感器(11)是色标传感器、CCD传感器、红外传感器或者声波传感器。

10.根据权利要求1所述的一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是：所述的第1催化剂层(6)和第2催化剂层(15)中的催化剂包括无担载型催化剂或有担载型催化剂，其中，催化剂贵金属包括Pt、Pd、Ru、Rh、Ir、Os、Au或Ag；有担载的催化剂的载体包括：石墨、碳黑、碳纳米管、碳纤维、介孔硅分子筛C-SBA-15、富勒烯、导电高分子、Al₂O₃、SiO₂、MgO或TiO₂。

11.根据权利要求10所述的一种燃料电池三层核心组件的连续化制造方法，其特征是：所述的有担载的催化剂的贵金属含量为10wt％至80wt％；阳极催化剂层和阴极催化剂层的贵金属用量为0.01mg/cm²至2mg/cm²。