[实用新型]一种催化剂涂层膜热压工装

说明书

本实用新型提供了一种催化剂涂层膜热压工装，包括上工装模板和下工装模板、上膜层和下膜层，催化剂涂层膜夹持于上膜层与下膜层之间，所述上工装模板与下工装模板的中央均设有镂空区域，上膜层和下膜层均包括边框膜、保护层、导热层，上膜层与下膜层中至少一个还设有辅助层，所述辅助层设于保护层与边框膜之间，辅助层内设有夹层，夹层上设有多个微孔，微孔呈矩阵分布，其分布面积与催化剂涂层膜面积一致，微孔孔径为0.3mm‑0.6mm，其内部填充有液体。本实用新型能够保证催化剂涂层膜的各个区域在热压过程中均处于一个温度湿度稳定的环境，避免局部受热不均和失水发生收缩、褶皱、翘曲，提高热压质量。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，具体涉及一种催化剂涂层膜热压工装。

背景技术

质子交换膜燃料电池的核心部件之一是膜电极，它为质子交换膜燃料电池提供了多相物质传递的微通道和电化学反应场所，其性能的优劣直接决定质子交换膜电池性能的好坏。制备膜电极的工艺主要分为两种，一种是将催化剂涂覆于气体扩散层上，再将涂覆后的气体扩散层电极热压到质子交换膜两侧，该制备工艺生产的膜电极内阻较大、催化剂利用率低；另一种是将阳极催化剂、阴极催化剂分别喷涂在质子交换膜两侧制成催化剂涂层膜，再与气体扩散层（如碳纸、碳布）热压得到膜电极组件，该工艺得到的膜电极内阻小、催化剂的利用率高，因此应用前景广泛。

膜电极的高效率工作依赖于催化剂涂层膜的制备过程，质子交换膜是一种温湿度感应十分敏感的树脂膜，通常一片膜电极的制备过程需要将阴阳催化剂分别喷涂到质子膜的两侧，制备出催化剂涂层膜，为了保持催化剂涂层膜的平整、顺畅、无折痕，就需要再通过热压工艺将催化剂涂层膜热压到聚酯边框上面，制备出带边框的催化剂涂层膜，目前，现行的热压工艺通常是有上下两块热合模板，经过高温、高热将催化剂涂层膜与聚酯边框的胶融面粘结，形成带边框的催化剂涂层膜，然而，无论是催化剂涂层膜还是聚酯边框都经受不住热压模板传递过来的高温、高热，直接作用到两者上面，往往会发生边框溢胶、翘曲、折痕、催化剂涂层膜收缩等现象，破坏热合过程，浪费质子膜、催化剂等，对膜电极的生产造成不合格率上升的不良局面；为了解决该问题，催化剂涂层膜的热压过程就需要热压工装的辅助，现行的热压工装虽然一定程度避免了边框、催化剂涂层膜直接与热合模板的接触，但由于热压工装的密闭性，同样地存在高温、高热使催化剂涂层膜整体或局部丧失水分，热压环境湿度降低，导致催化剂涂层膜收缩、褶皱、翘曲带动边框膜变形的情况。

发明内容

本实用新型针对现有热压工装存在的缺陷，对热压工装的膜层进行优化改进，能够为催化剂涂层膜热压时提供一个恒定的局部湿度环境，避免催化剂涂层膜热压时因湿度、水分损失而造成的收缩、褶皱、翘曲等问题，提高了催化剂涂层膜热压的压合质量。

本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种催化剂涂层膜热压工装，包括上工装模板和下工装模板，上工装模板与下工装模板之间设有上膜层和下膜层，催化剂涂层膜夹持于上膜层与下膜层之间，其特征在于，所述上工装模板与下工装模板的中央均设有镂空区域，每个工装模板上的镂空区面积占其本体面积的40%-60%；上膜层包括由上至下层叠的导热层、保护层、边框膜，下膜层包括由上至下层叠的边框膜、保护层、导热层；上膜层与下膜层中至少一个还设有辅助层，所述辅助层设于保护层与边框膜之间，辅助层内设有夹层，夹层上设有多个微孔，微孔呈矩阵分布，其分布面积与催化剂涂层膜面积一致，微孔孔径为0.3mm-0.6mm，相邻微孔的横向间距与纵向间距均为0.2-0.5mm,微孔内部填充有液体。