[发明专利]一种碳纸贴合设备及利用其生产碳膜电极的工艺方法

说明书

本发明涉及膜电极生产设备技术领域，提供了一种碳纸贴合设备及利用其生产碳膜电极的工艺方法，其中，一种碳纸贴合设备包括模切机架，模切机架上设有碳膜输送辊，碳膜输送辊连接底膜分离刀座及底层碳纸转贴刀座；模切机架上还设有底层碳纸输送辊，底层碳纸输送辊通过底层碳纸输送刀座连接底层碳纸转贴刀座，底层碳纸转贴刀座连接底膜压合刀座、上膜分离刀座及上层碳纸转贴刀座；模切机架上还设有上层碳纸输送辊，上层碳纸输送辊通过上层碳纸输送刀座连接上层碳纸转贴刀座，上层碳纸转贴刀座连接热合组件，热合组件通过碳膜输送刀座连接外框裁切刀座及轮廓裁切刀座。本发明实现了膜电极制作过程中碳纸的自动上料及贴合的功能，提高了生产的效率。

技术领域

本发明涉及膜电极生产设备技术领域，尤其涉及一种碳纸贴合设备及利用其生产碳膜电极的工艺方法。

背景技术

氢能被誉为二十一世纪的“终极能源”，代表着清洁能源的发展方向，已上升为中国以及世界主要发达国家的国家能源战略，氢能可实现真正意义上零排放，是已知最安全、高效的清洁能源。

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的又一种清洁发电技术，由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少，由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极扩散，在催化剂作用下释放电子，电子通过外部的负载到达阴极，而不含电子的氢原子(质子)则透过质子交换膜到达阴极后与氧原子结合生产水；作为燃料电池“芯片”的膜电极，膜电极主要包括质子交换膜、催化剂和气体扩散层(碳布)，其中气体扩散层通常包括碳纸/碳布和负载在其上的微孔层，膜电极是质子交换膜燃料电池(PEMFC)最核心的部件，是能量转换的多相物质传输和电化学反应场所，涉及三相界面反应和复杂的传质传热过程，直接决定PEMFC的性能、寿命及成本。

膜电极的制作过程主要包括CCM涂布、CCM热转印、膜电极复合、膜电极碳纸贴合及成品热压合等步骤，其中，在膜电极碳纸贴合过程中，缺少可以应用于燃料电池中膜电极生产的自动化碳纸上料及贴合的设备，影响生产效率。

因此，开发一种碳纸贴合设备及利用其生产碳膜电极的工艺方法，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明提供一种碳纸贴合设备及利用其生产碳膜电极的工艺方法，实现了膜电极制作过程中碳纸的自动上料及贴合的功能，提高了生产的效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种碳纸贴合设备，包括模切机架，所述模切机架上安装有碳膜输送辊，所述碳膜输送辊连接底膜分离刀座，所述底膜分离刀座连接底层碳纸转贴刀座；

所述模切机架上还安装有底层碳纸输送辊，所述底层碳纸输送辊连接底层碳纸输送刀座，所述底层碳纸输送刀座连接所述底层碳纸转贴刀座，所述底层碳纸转贴刀座连接底膜压合刀座，所述底膜压合刀座连接上膜分离刀座，所述上膜分离刀座连接上层碳纸转贴刀座；

所述模切机架上还安装有上层碳纸输送辊，所述上层碳纸输送辊连接上层碳纸输送刀座，所述上层碳纸输送刀座连接所述上层碳纸转贴刀座，所述上层碳纸转贴刀座连接热合组件，所述热合组件连接碳膜输送刀座，所述碳膜输送刀座连接外框裁切刀座，所述外框裁切刀座连接轮廓裁切刀座，所述轮廓裁切刀座连接成品收集箱或成品收集辊。