本發(fā)明涉及膜電極領(lǐng)域，特別是涉及一種單邊框膜電極的封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、目前，燃料電池電堆密封工藝可以分為疊片密封工藝和整體膠合封裝工藝。疊片密封工藝，一般采用硅膠為密封材料，通過點(diǎn)膠或注膠方式成型在雙極板上，電堆堆疊以后，通過裝配壓力壓緊密封材料，來實(shí)現(xiàn)電堆氣場(chǎng)的密封。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是電堆可以比較方便的拆卸，可以比較直觀的檢查分析電池板或膜電極的運(yùn)行狀態(tài)，方便優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。缺點(diǎn)是密封膠條和雙極板之間的貼合靠施加壓力實(shí)現(xiàn)，兩者之間的粘接性較差，容易產(chǎn)生錯(cuò)位等問題，在固化過程中，雙極板尤其是石墨雙極板中的雜質(zhì)很容易引入到膠條里，形成缺陷點(diǎn)，因此這種工藝對(duì)設(shè)備的要求比較高(例如高精度的視覺定位、點(diǎn)膠或注膠設(shè)備、額外的固化工藝)，產(chǎn)線設(shè)備的投資往往比較高。另外一種，全膠合封裝工藝，采用專用的膠料和電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，把電池板和mea整體膠合，實(shí)現(xiàn)氣場(chǎng)的永久性密封(不可拆卸)，具有生產(chǎn)效率高、密封效果可靠、生產(chǎn)流程具有彈性以及設(shè)備產(chǎn)線投資成本低等優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)膠材料有較高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種單邊框膜電極的封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)，以簡化組裝工藝，提高組裝精度，提升組裝效率。

2、本申請(qǐng)的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種單邊框膜電極的封裝方法，包括如下步驟：

4、s1：將邊框基材的第一面和第二面分別與第一密封件和第二密封件連接，形成第一組合體，所述第一面與所述第二面為所述邊框基材相背的大平面；

5、s2：將所述第一組合體的一側(cè)與第一氣體擴(kuò)散層連接，形成第二組合體，其中，所述第一氣體擴(kuò)散層連接于所述邊框基材的所述第一面；

6、s3：在質(zhì)子交換膜的兩側(cè)涂上陰極催化層和陽極催化層，干燥后得到三層結(jié)構(gòu)的催化劑涂層ccm；

7、s4：將所述催化劑涂層ccm與第二氣體擴(kuò)散層連接，形成第三組合體；

8、s5：將所述第二組合體與所述第三組合體通過模具組裝對(duì)位，經(jīng)伺服壓機(jī)熱壓合，形成帶密封件的單邊框膜電極，其中，所述催化劑涂層ccm連接于所述邊框基材的所述第二面。

9、本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，在步驟s1中，所述邊框基材與所述第一密封件的貼合區(qū)域涂有底涂劑，所述邊框基材與所述第二密封件的貼合區(qū)域涂有底涂劑，所述第一密封件通過注膠機(jī)直接注膠到所述第一面，所述第二密封件通過注膠機(jī)直接注膠到所述第二面，所述邊框基材、所述第一密封件和所述第二密封件一體固化成型。

10、本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述邊框基材、所述第一密封件和所述第二密封件的固化溫度為100℃～150℃，固化時(shí)間為1min～10min。

11、本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述邊框基材、所述第一密封件和所述第二密封件的固化溫度為110℃，固化時(shí)間為3min。

12、本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，在步驟s2中，所述第一組合體與所述第一氣體擴(kuò)散層通過粘接劑貼合。

13、本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，在步驟s4中，所述催化劑涂層ccm與所述第二氣體擴(kuò)散層通過粘接劑貼合。

14、本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述第一組合體與所述第一氣體擴(kuò)散層通過冷壓的方式粘接，所述催化劑涂層ccm與所述第二氣體擴(kuò)散層通過冷壓的方式粘接。

15、本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，在步驟s5中，熱壓合溫度為100℃～150℃，熱壓合壓力為1t～5t，熱壓合時(shí)間為10s～60s。

16、本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，熱壓合溫度為130℃，熱壓合壓力為3t，熱壓合時(shí)間為30s。

17、一種采用如上述所述的封裝方法制作的單邊框膜電極的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括邊框基材、第一密封件、第二密封件、第一氣體擴(kuò)散層、催化劑涂層ccm和第二氣體擴(kuò)散層，所述第一密封件和所述第二密封件分別設(shè)于所述邊框基材的第一面和第二面，所述第一氣體擴(kuò)散層連接于所述邊框基材的第一面，所述催化劑涂層ccm連接于所述邊框基材的第二面，所述第二氣體擴(kuò)散層連接于所述催化劑涂層ccm背離所述第一氣體擴(kuò)散層的一側(cè)，其中，所述第一密封件和所述第二密封件位于所述邊框基材的外側(cè)，所述第一氣體擴(kuò)散層、所述催化劑涂層ccm和所述第二氣體擴(kuò)散層位于所述邊框基材的內(nèi)側(cè)。

18、本申請(qǐng)的單邊框膜電極的封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)，將電堆組裝用的密封件與膜電極提前組裝在一起，大大簡化了后端燃料電池電堆的組裝工藝，且組裝精度高，密封件與邊框的粘接性好，不易移動(dòng)，避免了電堆組裝過程中由于密封件對(duì)位不齊導(dǎo)致的返工情況，提升了電堆組裝效率及良品率，降低了成本，并且最終得到單邊框膜電極與密封件一體化封裝結(jié)構(gòu)，其密封性能好，結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠。

技術(shù)特征：

1.一種單邊框膜電極的封裝方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單邊框膜電極的封裝方法，其特征在于，在步驟s1中，所述邊框基材與所述第一密封件的貼合區(qū)域涂有底涂劑，所述邊框基材與所述第二密封件的貼合區(qū)域涂有底涂劑，所述第一密封件通過注膠機(jī)直接注膠到所述第一面，所述第二密封件通過注膠機(jī)直接注膠到所述第二面，所述邊框基材、所述第一密封件和所述第二密封件一體固化成型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單邊框膜電極的封裝方法，其特征在于，所述邊框基材、所述第一密封件和所述第二密封件的固化溫度為100℃～150℃，固化時(shí)間為1min～10min。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單邊框膜電極的封裝方法，其特征在于，所述邊框基材、所述第一密封件和所述第二密封件的固化溫度為110℃，固化時(shí)間為3min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單邊框膜電極的封裝方法，其特征在于，在步驟s2中，所述第一組合體與所述第一氣體擴(kuò)散層通過粘接劑貼合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單邊框膜電極的封裝方法，其特征在于，在步驟s4中，所述催化劑涂層ccm與所述第二氣體擴(kuò)散層通過粘接劑貼合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單邊框膜電極的封裝方法，其特征在于，所述第一組合體與所述第一氣體擴(kuò)散層通過冷壓的方式粘接，所述催化劑涂層ccm與所述第二氣體擴(kuò)散層通過冷壓的方式粘接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單邊框膜電極的封裝方法，其特征在于，在步驟s5中，熱壓合溫度為100℃～150℃，熱壓合壓力為1t～5t，熱壓合時(shí)間為10s～60s。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單邊框膜電極的封裝方法，其特征在于，熱壓合溫度為130℃，熱壓合壓力為3t，熱壓合時(shí)間為30s。

10.一種采用如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的封裝方法制作的單邊框膜電極的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括邊框基材、第一密封件、第二密封件、第一氣體擴(kuò)散層、催化劑涂層ccm和第二氣體擴(kuò)散層，所述第一密封件和所述第二密封件分別設(shè)于所述邊框基材的第一面和第二面，所述第一氣體擴(kuò)散層連接于所述邊框基材的第一面，所述催化劑涂層ccm連接于所述邊框基材的第二面，所述第二氣體擴(kuò)散層連接于所述催化劑涂層ccm背離所述第一氣體擴(kuò)散層的一側(cè)，其中，所述第一密封件和所述第二密封件位于所述邊框基材的外側(cè)，所述第一氣體擴(kuò)散層、所述催化劑涂層ccm和所述第二氣體擴(kuò)散層位于所述邊框基材的內(nèi)側(cè)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及膜電極領(lǐng)域，公開了一種單邊框膜電極的封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)，邊框基材分別與第一密封件和第二密封件連接，形成第一組合體，第一組合體與第一氣體擴(kuò)散層連接，形成第二組合體，將催化劑涂層CCM與第二氣體擴(kuò)散層連接，形成第三組合體，將第二組合體與第三組合體通過模具組裝對(duì)位，熱壓合形成帶密封件的單邊框膜電極。本發(fā)明的有益效果為：將電堆組裝用的密封件與膜電極提前組裝在一起，大大簡化了后端燃料電池電堆的組裝工藝，且組裝精度高，密封件與邊框的粘接性好，不易移動(dòng)，避免了電堆組裝過程中由于密封件對(duì)位不齊導(dǎo)致的返工情況，提升了電堆組裝效率及良品率，降低了成本。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇靜,徐嘉發(fā),陳瑋施,吳力杰,鄒渝泉,楊云松,唐軍柯,孫寧,葉思宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鴻基創(chuàng)能科技（佛山）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6