專利名稱：一種膜電極批量生產(chǎn)的熱壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及膜電極的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種膜電極批量生產(chǎn)的熱壓模具。
背景技術(shù)：
膜電極結(jié)構(gòu)包括五部分中間的固態(tài)質(zhì)子交換膜、質(zhì)子交換膜兩側(cè)的陽(yáng)極催化層 和陰極催化層以及最外側(cè)的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層和陰極氣體擴(kuò)散層，即，催化層總是置于質(zhì)子 交換膜和同側(cè)氣體擴(kuò)散層之間。基于膜電極的上述結(jié)構(gòu)，其制備方法一般有兩種第一種為在膜上涂覆催化劑再熱壓的工藝即先在一片質(zhì)子交換膜的兩側(cè)分別涂 覆陽(yáng)極催化層和陰極催化層，再分別制備一片陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層和一片陰極氣體擴(kuò)散層，最 后將陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層、兩側(cè)涂覆催化層的質(zhì)子交換膜、陰極氣體擴(kuò)散層依次疊加后熱壓，形 成膜電極；第二種方法為在氣體擴(kuò)散層上涂覆催化劑再熱壓的工藝即分別制備陽(yáng)極氣體擴(kuò) 散層和陰極氣體擴(kuò)散層，而后分別在陽(yáng)極擴(kuò)散層上涂覆陽(yáng)極催化層、陰極擴(kuò)散層上涂覆陰 極催化層，最后，將一片涂覆陽(yáng)極催化層的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層、一片質(zhì)子交換膜、一片涂覆陰 極催化層的陰極氣體擴(kuò)散層依次疊加熱壓形成膜電極。采用上述兩種方法制造膜電極，膜電極在生產(chǎn)過(guò)程中只能一片一片地生產(chǎn)，因此 存在很多重復(fù)勞動(dòng)，工效很低；此外，膜電極的生產(chǎn)過(guò)程中最主要的是涂覆的過(guò)程，因此，一 片一片生產(chǎn)膜電極時(shí)，每一片膜電極都要經(jīng)過(guò)單獨(dú)的涂覆，這勢(shì)必造成膜電極之間性能的差異。中國(guó)公開(kāi)號(hào)CN1276633，
公開(kāi)日2000年12月13日申請(qǐng)?zhí)朇N00121124. 2，申請(qǐng) 日2000.07. 27，發(fā)明專利申請(qǐng)名稱一片膜上含有多個(gè)膜電極的燃料電池及其制備方法， 公開(kāi)了一種在一片膜上含有多個(gè)膜電極的制備方法，其通過(guò)將含有多個(gè)幾何形狀的模板置 于一片質(zhì)子交換膜上，然后通過(guò)模板的幾何圖形把催化層漿料涂覆在質(zhì)子交換膜上，最后 通過(guò)熱壓的方法生產(chǎn)出一片膜上含有多片膜電極。該制備方法存在如下不足首先，通過(guò)有幾何圖形的模板涂覆催化劑漿料，若為了保證不浪費(fèi)催化劑，則必須 在一個(gè)幾何形狀中涂覆完催化劑，再到另一個(gè)區(qū)域中涂覆催化劑，其本質(zhì)還是一片一片制 備膜電極，因此有很多重復(fù)步驟，浪費(fèi)工時(shí)；若為了節(jié)省時(shí)間，而對(duì)所有幾何形狀同時(shí)涂覆 催化劑，即涂覆的區(qū)域也包括了把各個(gè)幾何形狀隔開(kāi)的模板的間歇部分，不言而喻，這勢(shì)必 浪費(fèi)很多催化劑；其次，在質(zhì)子交換膜上涂覆催化劑的最大缺點(diǎn)是在涂覆過(guò)程中質(zhì)子交換膜或多或 少會(huì)發(fā)生無(wú)規(guī)則的收縮變形，因此當(dāng)一個(gè)面涂覆完成后，將質(zhì)子交換膜翻轉(zhuǎn)再涂覆另一個(gè) 面時(shí)會(huì)發(fā)生兩種情況，即，情況1 膜收縮引起模板的各幾何形狀區(qū)域大于已涂覆的催化層 區(qū)域，情況2 模板中的幾何形狀的區(qū)域與已涂覆的催化層區(qū)域錯(cuò)位，以上兩種情況都會(huì)引起整個(gè)電化學(xué)活性區(qū)域減小，從而浪費(fèi)材料，同時(shí)電池的實(shí)際輸出功率達(dá)不到設(shè)計(jì)值；再次，對(duì)于兩側(cè)催化層完全對(duì)應(yīng)、不錯(cuò)位的涂覆催化劑的膜，由于陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層和陰極氣體擴(kuò)散層與催化層的面積相同，且涂覆催化劑后膜不透明了，這也會(huì)造成膜電極 熱壓時(shí)，下側(cè)氣體擴(kuò)散層與下側(cè)催化層之間對(duì)齊較困難，因此，膜電極熱壓后，容易造成上 下側(cè)氣體擴(kuò)散層之間錯(cuò)位；最后，同時(shí)在一片膜上熱壓多至100片膜電極時(shí)，由于上下側(cè)的氣體擴(kuò)散層都沒(méi) 有定位裝置，因此，就會(huì)造成裝配困難，甚至?xí)鸲嗥る姌O上下側(cè)氣體擴(kuò)散層都發(fā)生錯(cuò) 位的嚴(yán)重后果。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種膜電極批量生產(chǎn)的熱壓模具，其批量化生 產(chǎn)，不僅節(jié)約工時(shí)、節(jié)約原材料，而且膜電極結(jié)構(gòu)的五部分之間對(duì)位精確，性能穩(wěn)定。一種膜電極批量生產(chǎn)的熱壓模具，其技術(shù)方案是這樣的其特征在于其包括下框片、上框片，所述下框片上表面均布有下框開(kāi)口，所述上 框片下表面均布有上框開(kāi)口，所述上框開(kāi)口、下框開(kāi)口尺寸相同、數(shù)量相同、且對(duì)應(yīng)于垂直 方向的同一位置。其進(jìn)一步特征在于所述下框開(kāi)口貫穿所述下框片，所述下框片的下端面墊裝有 下層金屬片；所述上框開(kāi)口貫穿所述上框片，所述上框片的上端面覆蓋有上層金屬片。采用本實(shí)用新型的模具后，整體涂覆形成的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散電極、陰極氣體擴(kuò)散電 極后分割成小片氣體擴(kuò)散電極，將小片氣體擴(kuò)散電極分別放置在熱壓模具的上、下框片的 上框開(kāi)口、下框開(kāi)口中，上、下框片中間放置有質(zhì)子交換膜層，然后將模具整體放入熱壓機(jī) 中熱壓后取出，形成整張連體膜電極結(jié)構(gòu)，然后分割形成單片膜電極，其可以保證熱壓時(shí)氣 體擴(kuò)散電極不發(fā)生錯(cuò)位，從而大大提高膜電極生產(chǎn)過(guò)程的成品率；同時(shí)由于一次能熱壓許 多片膜電極，因此大大縮短了熱壓的時(shí)間；綜上，其不僅節(jié)約工時(shí)、節(jié)約原材料，而且膜電極 結(jié)構(gòu)的各部分之間對(duì)位精確，性能穩(wěn)定。

圖1為本發(fā)明的熱壓模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1，其包括下框片1、上框片2，下框片1上表面均布有下框開(kāi)口 3，上框片2下 表面均布有上框開(kāi)口 4，上框開(kāi)口 4、下框開(kāi)口 3尺寸相同、數(shù)量相同、且對(duì)應(yīng)于垂直方向的 同一位置，下框開(kāi)口 3貫穿下框片1，下框片1的下端面墊裝有下層金屬片5 ；上框開(kāi)口 4貫 穿上框片2，上框片2的上端面覆蓋有上層金屬片6。圖中箭頭為各部分的裝配方向。
權(quán)利要求1.一種膜電極批量生產(chǎn)的熱壓模具，其特征在于其包括下框片、上框片，所述下框片 上表面均布有下框開(kāi)口，所述上框片下表面均布有上框開(kāi)口，所述上框開(kāi)口、下框開(kāi)口尺寸 相同、數(shù)量相同、且對(duì)應(yīng)于垂直方向的同一位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膜電極批量生產(chǎn)的熱壓模具，其特征在于所述下框開(kāi) 口貫穿所述下框片，所述下框片的下端面墊裝有下層金屬片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膜電極批量生產(chǎn)的熱壓模具，其特征在于所述上框開(kāi) 口貫穿所述上框片，所述上框片的上端面覆蓋有上層金屬片。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種膜電極批量生產(chǎn)的熱壓模具，其批量化生產(chǎn)，不僅節(jié)約工時(shí)、節(jié)約原材料，而且膜電極結(jié)構(gòu)的五部分之間對(duì)位精確，性能穩(wěn)定。其特征在于其包括下框片、上框片，所述下框片上表面均布有下框開(kāi)口，所述上框片下表面均布有上框開(kāi)口，所述上框開(kāi)口、下框開(kāi)口尺寸相同、數(shù)量相同、且對(duì)應(yīng)于垂直方向的同一位置。
文檔編號(hào)H01M4/88GK201853770SQ20102055605
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者余晴春, 胡鳴若 申請(qǐng)人:無(wú)錫國(guó)贏科技有限公司