一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，包括設有多個吸氣孔的吸氣底盤、密封薄膜、定位銷、噴涂蓋板和多孔板，吸氣底盤、噴涂蓋板、涂覆膜和多孔板的四周均設有多個用于連接定位銷的定位孔，定位銷依次固定吸氣底盤、多孔板、涂覆膜和噴涂蓋板。所述制備治具，可根據(jù)實際需求自由添加定位銷，使得一套治具可以供給多種尺寸催化劑涂覆膜的制備，有效降低催化劑涂覆膜的制備成本。吸氣底盤與多孔板的相對側膠接密封薄膜，可有效保證催化劑涂覆膜噴涂制備治具與真空吸盤的氣密性，有效保證催化劑涂覆膜制備的平整性。
【專利說明】一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，屬于機械【技術領域】。

【背景技術】
[0002]膜電極是燃料電池的核心部件，而其中的催化劑涂覆膜則更是膜電極的關鍵組件，其制備的好壞直接影響膜電極性能，而規(guī)?；苽鋭t是影響膜電極成本及限制燃料電池發(fā)展的重要原因之一。
[0003]但是催化劑涂覆膜所使用的原材料涂覆膜，質(zhì)地較薄，一般只有15-50微米，機械強度較低，且易受外界影響，如該膜在加熱條件下，脫水收縮，如果治具設計不合理，極易造成膜收縮變皺，進而影響催化劑涂覆膜性能。且若治具設計不合理，在空氣中操作過久，則會導致涂覆膜吸收空氣中的水分導致溶脹變形；或在干燥的環(huán)境下脫水收縮變形，進而影響使用；以及過多的粘附空氣中的塵埃，進而影響催化劑涂覆效果。
[0004]涂覆膜受熱脫水過多將嚴重影響催化劑涂覆膜的性能，原因是由于涂覆膜的主要成分是naf1n，超過80°C，naf1n材料中的磺酸根就會脫水；溫度高于100°C，磺酸根之間會發(fā)生交聯(lián)或裂解，甚至導致涂覆膜出現(xiàn)變色等現(xiàn)象，進而降低膜電極性能。因此在催化劑涂覆膜制備過程中，需盡量降低制備溫度，但制備溫度過低，漿料涂覆在涂覆膜上導致膜表面突然降溫，若溫度補償不迅速，則導致涂覆在涂覆膜表面的催化劑不能及時干燥，出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，嚴重影響制備效果及膜電極性能。
[0005]涂覆膜受溫度影響如此顯著，若治具傳熱不均，則導致制備的催化劑涂覆膜性能一致性較差。
[0006]采用超聲霧化噴涂的方式制備催化劑涂覆膜，若不采取外在輔助條件，所制備的催化劑涂覆膜容易變皺，因此一般制備過程中均采用真空加熱的方式。但治具與真空加熱底盤為固體與固體接觸，密封性很難達到要求，進而導致催化劑涂覆膜變皺。
[0007]因此設計一種傳熱速度快、溫度傳熱均勻、方便操作、與真空加熱吸盤密封性好的治具設計相當關鍵。
[0008]專利申請?zhí)?01220568933.7，從實施例可以看出，該膜電極噴涂治具采用上框和下框組合，在上框與下框之間添加有防滑緩沖墊，并需擰緊12顆螺絲對多孔膜進行固定。且12顆螺絲的拆裝工作量較大，不適用于規(guī)?；a(chǎn)工作，而且反復拆裝容易磨損治具的螺紋。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，能夠解決以上所述缺陷，使鋪膜平整，且因容易拆裝使更換涂覆膜方便快捷。
[0010]為解決以上技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案:所述制備治具包括盤面上設有多個吸氣孔的吸氣底盤、定位銷、噴涂蓋板和多孔板，吸氣底盤、噴涂蓋板、涂覆膜和多孔板的四周均設有多個用于連接定位銷的定位孔，所述定位銷依次固定吸氣底盤、多孔板、涂覆膜和噴涂蓋板。吸氣底盤、定位銷、噴涂蓋板和多孔板上的定位孔沿各個部件的外徑由內(nèi)向外延伸設有多個，在需要噴涂涂覆膜時，根據(jù)涂覆膜的大小，對應相應位置的定位孔，再使用定位銷定位，如此，多種尺寸的涂覆膜可使用同一個制備治具，節(jié)約了制造成本。另外，定位銷的使用使涂覆膜翻轉(zhuǎn)更換的過程更加便捷。密封薄膜的加入，可以顯著提高吸氣底盤與真空吸盤的氣密性，保證催化劑涂覆膜制備的平整性。
[0011]進一步地，所述吸氣底盤與多孔板的相對側膠接密封薄膜。
[0012]進一步地，所述的密封薄膜為聚酰亞胺薄膜、聚四氟乙烯薄膜，在密封薄膜的一側一側粘附有熱固性有粘性的膠膜。
[0013]進一步地，所述的密封薄膜厚度為0.2-0.6mm，膠膜耐熱溫度為75_110°C。
[0014]本發(fā)明涉及的這種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，可根據(jù)催化劑涂覆膜實際需求尺寸選用、組合吸氣底盤，且可根據(jù)實際需求自由添加定位銷，使得一套治具可以供給多種尺寸催化劑涂覆膜的制備，有效降低催化劑涂覆膜的制備成本，吸氣底盤與多孔板的相對側膠接密封薄膜，可有效保證催化劑涂覆膜噴涂制備治具與真空吸盤的氣密性，有效保證催化劑涂覆膜制備的平整性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具剖視圖。

【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，正常使用時，噴涂蓋板處于上部，密封薄膜處于底部，密封薄膜設置在吸氣底盤與真空裝置之間。制備治具包括設有多個吸氣孔的吸氣底盤2、多孔板3、定位銷5、噴涂蓋板6，吸氣底盤2、多孔板3、涂覆膜4、噴涂蓋板6的四周均設有多個用于連接定位銷5的定位孔，所述定位銷5依次固定吸氣底盤2、多孔板3、涂覆膜4和噴涂蓋板6。
[0017]吸氣底盤2與多孔板3的相對側膠接密封薄膜1。在吸氣底盤2上安裝4個定位銷5，與噴涂蓋板6的開孔位置對應，便于固定噴涂蓋板；該治具的特點是可根據(jù)制備面積的實際需求，選擇吸氣底盤的組合大小，且可以根據(jù)實際需求自由添加定位銷的位置，使得一套治具可以供給多種尺寸催化劑涂覆膜的制備；并且在吸氣底盤2的底部粘結有一層密封薄膜1，可有效保證噴涂治具使用過程中的氣密性。
[0018]密封薄膜1上與吸氣底盤上吸氣孔相對應處設有透氣孔11。
[0019]所述吸氣底盤2設有若干個，密封薄膜1為一個，膠接在吸氣底盤2上與多孔板3相對一側，所有吸氣底盤2的吸氣孔21均與密封薄膜的透氣孔11位置相對應。其中，吸氣底盤2可以為一個或多個，可根據(jù)實際尺寸需求組合吸氣底盤2，在吸氣底盤2的底部粘結有一層密封薄膜1，在吸氣底盤的上方放置一層多孔板，并將待噴涂薄膜放置在多孔板3的上方，最后加蓋噴涂蓋板6。
[0020]吸氣底盤2厚度為3-8_，盤面具有多個吸氣孔；其材質(zhì)可以為多孔鋁板、多孔石墨板，其表面具有緩壓孔，孔徑范圍為l_4mm。
[0021]噴涂蓋板6放置在所需噴涂薄膜之上，噴涂蓋板邊框的開孔與定位銷5的位置一致，進而固定噴涂蓋板6;且噴涂蓋板可以為環(huán)氧樹脂材料、玻璃鋼或金屬板，尺寸根據(jù)催化劑涂覆膜噴涂尺寸確定，且一個吸氣底盤2可以根據(jù)實際需求尺寸配套有多個噴涂蓋板
6。
[0022]密封薄膜1的外徑大于吸氣底盤2的外徑。
[0023]密封薄膜1的厚度是25-100微米，為一面帶膠的高分子材料，可以為聚乙烯或聚丙烯。在高分子材料的表面根據(jù)吸氣底盤吸氣孔的孔徑及位置開孔，高分子材料與吸氣底盤2粘結在一起時，要保證高分子材料的透氣孔與吸氣底盤的吸氣孔處于同一位置，保證通氣性。密封薄膜1在治具中可以有效的保證吸氣底盤與真空加熱平臺的接觸，提高接觸的氣密性，有效提高制備催化劑涂覆膜過程中的真空度，進而提高制備質(zhì)量。
[0024]其中，多孔板3可以為多孔聚四氟乙烯膜、多孔導熱薄板或多孔碳紙；放置在吸氣底盤2與所需噴涂的薄膜材料之間，多孔板3的表面設有多個緩壓孔，緩壓孔的孔徑小于吸氣底盤2上的吸氣孔21。該多孔板在治具中不僅可以起到保證抽真空的順利進行，還可以減少吸氣底盤2的較大孔徑在真空條件下對所需噴涂薄膜的影響。
[0025]其中，噴涂治具的組裝步驟:
1)根據(jù)實際需求尺寸選擇一個吸氣底盤或多個吸氣底盤組合在一起；
2)根據(jù)吸氣底盤的尺寸、孔徑、孔徑間距制備好一個帶膠的密封薄膜，在保證密封薄膜材料的開孔與吸氣底盤的開孔相吻合的前提下，將密封薄膜帶膠的一面與吸氣底盤粘結在一起，密封薄膜的外徑大于吸氣底盤外徑的2-10_ ；
3)根據(jù)實際尺寸需求在吸氣底盤上安裝4個定位銷；
4)將多孔板安裝在多孔吸氣底盤上，并由4個定位銷定位；
5)將涂覆膜根據(jù)定位銷的位置，裁剪4個定位孔，并安裝在多孔板的上面，由4個定位孔定位；
6)噴涂蓋板根據(jù)定位銷的位置開孔；并安裝在涂覆膜的的上方，由4個定位銷定位；
7)第一面噴涂完畢，將整套噴涂治具取下，將涂覆膜取下，并反轉(zhuǎn)另一面后，依照5-6步驟再將噴涂過一面的涂覆膜安裝在治具上。
[0026]本發(fā)明實現(xiàn)了一種治具可以適用于多種尺寸催化劑涂覆膜的制備，節(jié)約了制備成本；且吸氣底盤底部粘有一層密封薄膜，可有效保證治具與真空吸盤的氣密性。其中帶膠的密封薄膜為高分子材料，材質(zhì)為聚酰亞胺薄膜、聚四氟乙烯薄膜，在高分子薄膜的一側粘附有熱固性有粘性的膠膜，膠膜耐熱溫度為75-110攝氏度。
[0027]綜上所述，本發(fā)明涉及的這種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，可根據(jù)實際噴涂尺寸需要，采用一個或多個吸氣底盤組合在一起，并可調(diào)整定位銷的位置，選擇需要噴涂催化劑涂覆膜的尺寸；吸氣底盤的下表面粘附有一層密封薄膜材料，可有效保證噴涂治具使用過程中與真空吸盤的氣密性；在噴涂吸氣底盤的上方、涂覆膜下方放置一層多孔板，可有效保證涂覆膜不被真空抽破，減輕真空產(chǎn)生的壓力對涂覆膜的影響；且催化劑涂覆膜噴涂治具僅需4個定位銷對涂覆膜進行定位，再加上蓋板即可，涂覆膜方便取放，操作方便，節(jié)約治具的組裝時間，減少了工作量。
[0028]本發(fā)明所述的【具體實施方式】并不構成對本申請范圍的限制，凡是在本發(fā)明構思的精神和原則之內(nèi)，本領域的專業(yè)人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進等均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，其特征在于，所述制備治具包括盤面上設有多個吸氣孔的吸氣底盤、密封薄膜、定位銷、噴涂蓋板和多孔板，吸氣底盤、噴涂蓋板、涂覆膜和多孔板的四周均設有多個用于連接定位銷的定位孔，所述定位銷依次固定吸氣底盤、多孔板、涂覆膜和噴涂蓋板。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，其特征在于，所述吸氣底盤與多孔板的相對側膠接密封薄膜。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，其特征在于，所述的密封薄膜為聚酰亞胺薄膜、聚四氟乙烯薄膜，在密封薄膜的一側一側粘附有熱固性有粘性的膠膜。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，其特征在于，所述的密封薄膜厚度為0.2-0.6mm，膠膜耐熱溫度為75_110°C。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，其特征在于，所述密封薄膜上與吸氣底盤上吸氣孔相對應處設有透氣孔。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，其特征在于，所述多孔板的表面設有多個緩壓孔，所述緩壓孔的孔徑小于吸氣盤上的吸氣孔。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，其特征在于，所述吸氣底盤設有若干個，密封薄膜為一個，膠接在吸氣底盤上與多孔板相對一側，所有吸氣底盤的吸氣孔均與密封薄膜的透氣孔位置相對應。
8.根據(jù)權利要求2、3、5中任一項所述的一種燃料電池催化劑涂覆膜噴涂制備治具，其特征在于，所述密封薄膜的外徑大于吸氣底盤的外徑。
【文檔編號】H01M4/88GK104300159SQ201410511528
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】陳佳, 黃林, 劉建國, 顧軍, 鄒志剛 申請人:昆山桑萊特新能源科技有限公司