[发明专利]一体化膜电极的制备装置及制备方法

说明书

本发明公开了一体化膜电极的制备装置，转盘设置在机架上，转盘设有下模具，升降驱动机构设置在机架上，升降驱动机构连接有一上模具，上模具与下模具上下相对设置，上模具上设有进料口，下模具上设有封边凹腔，封边凹腔设有定位凹腔，定位凹腔设有真空吸附机构，加热机构围设在定位凹腔；还公开了一体化膜电极的制备方法，预压形成电极产品；放入电极产品；真空吸附机构使得电极产品紧贴定位凹腔；转盘转动将下模具转至上模具正下方，上模具向下移动实现合模；往进料口注入液态硅胶；液态硅胶凝固后，上模具向上移动实现开模；逐一完成每下模具上电极产品注塑。本发明具有能实现膜电极连续自动化快速生产，生产效率高，且成品密封效果好的优点。

技术领域

本发明涉及膜电极制备设备技术领域，特别是涉及一体化膜电极的制备装置及制备方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池，是目前世界上最成熟的一种利用电解水逆反应原理，使用可再生能源氢气作为还原剂、空气中氧气作为氧化剂将化学能转化为电能的发电装置。其不同于普通电池将化学反应物封存于电池内部，待反应物耗尽无法持续输出电能。燃料电池只需持续提供燃料气体及氧化剂即可持续输出电能，故利用燃料电池作为动力的机车，具有加注时间短，续航里程高等明显优势。其发电电堆具有体积小、能量密度高、零排放、净化空气等优势，反应生成富氢水具有抗氧化，利于机体恢复等效果。

燃料电池电堆是由多片单体电池串联叠加构成，将双极板与膜电极交替叠合密封，并由前、后端板及补偿装置压紧固定，构成质子交换膜燃料电池电堆。但现有膜电极工艺，通过人工将两个边框分别固定在质子膜前后两侧，再将两个碳纸分别粘接在两个边框的表面，最后在阴阳极两面粘接密封胶线，但这种加工工艺，步骤复杂，人工成本高，生产效率低，且碳纸通过粘接在质子膜上，十分容易脱落，而上下密封胶线容易错位，造成密封容易失效的问题，膜电极的结构不稳固。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一体化膜电极的制备装置及制备方法，能实现膜电极连续自动化快速生产，生产效率高，且成品密封效果好。

为了解决上述技术问题，本发明的一方面提供了一体化膜电极的制备装置，包括机架、转盘、旋转驱动机构、升降驱动机构和加热机构，所述转盘设置在所述机架上并由所述旋转驱动机构驱动转动，所述转盘的顶面沿圆周方向间隔均匀地设有多个下模具，所述升降驱动机构设置在所述机架上，所述升降驱动机构的动力输出端连接有一个上模具并驱动所述上模具上下移动，且所述上模具与所述下模具上下相对设置，所述上模具上设有可供液态硅胶注入的进料口，所述下模具上设有封边凹腔，所述封边凹腔的中部设有用于放置电极产品的定位凹腔，所述定位凹腔的槽底设有真空吸附机构，所述加热机构围设在所述定位凹腔的四周。

作为一体化膜电极的制备装置优选的方案，所述封边凹腔的深度大于所述定位凹腔的深度。

作为一体化膜电极的制备装置优选的方案，所述真空吸附机构包括真空通道和真空泵，所述真空通道设置在所述定位凹腔的槽底，所述真空通道与所述真空泵连接。

作为一体化膜电极的制备装置优选的方案，所述加热机构包括加热丝和模具加热器，所述定位凹腔的槽壁上设有可供加热丝安装的加热通道，所述加热丝和所述模具加热器电连接。

作为一体化膜电极的制备装置优选的方案，所述旋转驱动机构为旋转气缸，所述旋转气缸的缸体固设在所述机架上，所述旋转气缸的转头和所述转盘连接。

作为一体化膜电极的制备装置优选的方案，所述升降驱动机构包括固定座、导轨、滑块和电机，所述固定座固设在所述机架上，所述导轨固设在所述固定座上，且呈竖直设置，所述滑块可上下移动地设置在所述导轨上，所述上模具与所述滑块连接，所述上模具通过螺杆螺母副与所述固定座连接，所述螺杆螺母副与所述电机连接。

作为一体化膜电极的制备装置优选的方案，所述下模具上设有多个导向孔，所述上模具上设有多个与所述导向孔卡接的导向柱。