本申請(qǐng)涉及燃料電池領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、燃料電池膜電極是燃料電池最為核心的發(fā)電元件，是決定整個(gè)燃料電池系統(tǒng)輸出性能、壽命和成本的關(guān)鍵因素。通常，膜電極作為組件結(jié)構(gòu)，主要由三合一涂布膜(在質(zhì)子交換膜兩側(cè)涂布催化劑層)、五合一密封邊框、七合一陰/陽(yáng)極碳紙(擴(kuò)散層)組成。其中，質(zhì)子交換膜作為三合一的核心組件，是氫離子在兩極之間流動(dòng)交換的重要通道，而催化劑涂層則促進(jìn)膜電極中氣體的氧化還原反應(yīng)。

2、三合一涂層的制作方式通常為超聲噴涂、高溫轉(zhuǎn)印和狹縫涂布這三種方式，根據(jù)陰、陽(yáng)極特性對(duì)質(zhì)子膜雙面采用不同的涂布方式如超聲噴涂與高溫轉(zhuǎn)印、狹縫涂布與超聲噴涂、狹縫涂布與高溫轉(zhuǎn)印相結(jié)合等。但不同的涂布方式轉(zhuǎn)換會(huì)導(dǎo)致膜電極生產(chǎn)效率低下，以陽(yáng)極采用狹縫涂布陰極采用超聲噴涂為例，超聲噴涂所用的漿料用量(20-30ml之間)和加工處理方式(長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械攪拌和溫度不穩(wěn)定的超聲破碎)與狹縫涂布所用的漿料用量(200-300ml)和處理方式(高速剪切和脫泡)完全不同。狹縫涂布與高溫轉(zhuǎn)印結(jié)合的不利之處在于后者加工過(guò)程中開(kāi)啟熱壓機(jī)消耗大量電能，長(zhǎng)時(shí)間的高溫環(huán)境也會(huì)破壞狹縫直涂涂層的穩(wěn)定性。

3、目前，為了避免上述缺陷且確保成品穩(wěn)定，涂層兩面均采用同一種涂布方式，而現(xiàn)有的雙面狹縫涂布會(huì)導(dǎo)致兩面的涂層錯(cuò)位，從而浪費(fèi)漿料、降低利用率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，能夠解決雙面狹縫涂布法涂布涂層錯(cuò)位的問(wèn)題，提高催化劑漿料利用率。

2、為實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦碌募夹g(shù)方案：

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，包括：金屬底板、狹縫涂布機(jī)、定位模塊；

4、所述金屬底板，用于放置燃料電池膜電極的質(zhì)子膜；

5、所述狹縫涂布機(jī)，用于在啟動(dòng)時(shí)根據(jù)預(yù)設(shè)工作參數(shù)在所述質(zhì)子膜上進(jìn)行催化劑漿料涂布，形成涂層；

6、所述定位模塊，用于對(duì)放置在所述金屬底板上的所述質(zhì)子膜的初始位置進(jìn)行定位。

7、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，還包括：增濕模塊；

8、所述增濕模塊與所述狹縫涂布機(jī)的控制器連接，用于在所述狹縫涂布機(jī)結(jié)束涂布時(shí)開(kāi)啟，增加空氣濕度。

9、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述金屬底板表面具有硫酸紙。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述狹縫涂布機(jī)，包括：涂布模頭、進(jìn)料管；

11、所述涂布模頭具有進(jìn)料口，所述進(jìn)料管一端與所述進(jìn)料口連通，另一端與狹縫涂布機(jī)進(jìn)料罐連通。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述定位模塊為激光定位裝置。

13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，還包括：催化劑漿料混合模塊；所述催化劑漿料混合模塊，包括：攪拌裝置、超聲裝置、高速剪切裝置、脫泡裝置；

14、所述攪拌裝置，用于對(duì)催化劑漿料的原料進(jìn)行攪拌，得到第一漿液并輸送至超聲裝置；

15、所述超聲裝置，用于將所述第一漿液進(jìn)行超聲混勻，得到第二漿液并輸送至高速剪切裝置；

16、所述高速剪切裝置，用于將所述第二漿液進(jìn)行高速剪切，得到第三漿液并輸送至脫泡裝置；

17、所述脫泡裝置，用于將所述第三漿液進(jìn)行脫泡處理，得到催化劑漿料。

18、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述狹縫涂布機(jī)，還包括：真空攪拌機(jī)構(gòu)、脫泡機(jī)構(gòu)；

19、所述真空攪拌機(jī)構(gòu)，用于對(duì)所述催化劑漿料進(jìn)行真空攪拌，并輸送至所述脫泡機(jī)構(gòu)；

20、所述脫泡機(jī)構(gòu)，用于對(duì)真空攪拌后的催化劑漿料進(jìn)行脫泡處理，并根據(jù)所述預(yù)設(shè)工作參數(shù)，通過(guò)進(jìn)料管輸送至所述涂布模頭的進(jìn)料口。

21、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述質(zhì)子膜的厚度，包括：5μm、8μm、12μm、15μm、18μm。

22、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述涂層包括：陽(yáng)極涂層與陰極涂層。

23、通過(guò)本申請(qǐng)?zhí)峁┑娜剂想姵啬る姌O質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，能夠解決采用雙面狹縫涂布法對(duì)質(zhì)子膜進(jìn)行涂布時(shí)，兩面涂層不重合與涂層龜裂問(wèn)題，得到涂層穩(wěn)定性強(qiáng)、重合度高的三合一涂布膜，提高催化劑漿料利用率與三合一涂布膜的生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，其特征在于，包括：金屬底板(1)、狹縫涂布機(jī)、定位模塊(2)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，其特征在于，還包括：增濕模塊(5)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬底板(1)表面具有硫酸紙。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，其特征在于，所述狹縫涂布機(jī)，包括：涂布模頭(6)、進(jìn)料管(7)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊(2)為激光定位裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，其特征在于，還包括：催化劑漿料混合模塊；所述催化劑漿料混合模塊，包括：攪拌裝置、超聲裝置、高速剪切裝置、脫泡裝置；

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，其特征在于，所述狹縫涂布機(jī)，還包括：真空攪拌機(jī)構(gòu)、脫泡機(jī)構(gòu)；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，其特征在于，所述質(zhì)子膜(3)的厚度，包括：5μm、8μm、12μm、15μm、18μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，其特征在于，所述涂層(4)包括：陽(yáng)極涂層(41)與陰極涂層(42)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N燃料電池膜電極質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，包括：金屬底板、狹縫涂布機(jī)、定位模塊；所述金屬底板，用于放置燃料電池膜電極的質(zhì)子膜；所述狹縫涂布機(jī)，用于在啟動(dòng)時(shí)根據(jù)預(yù)設(shè)工作參數(shù)在所述質(zhì)子膜上進(jìn)行催化劑漿料涂布，形成涂層；所述定位模塊，用于對(duì)放置在所述金屬底板上的所述質(zhì)子膜的初始位置進(jìn)行定位。本申請(qǐng)?zhí)峁┑娜剂想姵啬る姌O質(zhì)子膜涂布系統(tǒng)，能夠解決雙面狹縫涂布法涂布涂層錯(cuò)位的問(wèn)題，提高催化劑漿料利用率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊雨桐,賀陽(yáng),李慶福,孫毅,張旭,王濤,孫麗君,張偉,康威
受保護(hù)的技術(shù)使用者：航天氫能（上海）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240306
技術(shù)公布日：2025/5/8