专利名称：一种膜电极批量生产的热压模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及膜电极的生产技术领域，具体为一种膜电极批量生产的热压模具。
背景技术：
膜电极结构包括五部分中间的固态质子交换膜、质子交换膜两侧的阳极催化层 和阴极催化层以及最外侧的阳极气体扩散层和阴极气体扩散层，即，催化层总是置于质子 交换膜和同侧气体扩散层之间。基于膜电极的上述结构，其制备方法一般有两种第一种为在膜上涂覆催化剂再热压的工艺即先在一片质子交换膜的两侧分别涂 覆阳极催化层和阴极催化层，再分别制备一片阳极气体扩散层和一片阴极气体扩散层，最 后将阳极气体扩散层、两侧涂覆催化层的质子交换膜、阴极气体扩散层依次叠加后热压，形 成膜电极；第二种方法为在气体扩散层上涂覆催化剂再热压的工艺即分别制备阳极气体扩 散层和阴极气体扩散层，而后分别在阳极扩散层上涂覆阳极催化层、阴极扩散层上涂覆阴 极催化层，最后，将一片涂覆阳极催化层的阳极气体扩散层、一片质子交换膜、一片涂覆阴 极催化层的阴极气体扩散层依次叠加热压形成膜电极。采用上述两种方法制造膜电极，膜电极在生产过程中只能一片一片地生产，因此 存在很多重复劳动，工效很低；此外，膜电极的生产过程中最主要的是涂覆的过程，因此，一 片一片生产膜电极时，每一片膜电极都要经过单独的涂覆，这势必造成膜电极之间性能的差异。中国公开号CN1276633，
公开日2000年12月13日申请号CN00121124. 2，申请 日2000.07. 27，发明专利申请名称一片膜上含有多个膜电极的燃料电池及其制备方法， 公开了一种在一片膜上含有多个膜电极的制备方法，其通过将含有多个几何形状的模板置 于一片质子交换膜上，然后通过模板的几何图形把催化层浆料涂覆在质子交换膜上，最后 通过热压的方法生产出一片膜上含有多片膜电极。该制备方法存在如下不足首先，通过有几何图形的模板涂覆催化剂浆料，若为了保证不浪费催化剂，则必须 在一个几何形状中涂覆完催化剂，再到另一个区域中涂覆催化剂，其本质还是一片一片制 备膜电极，因此有很多重复步骤，浪费工时；若为了节省时间，而对所有几何形状同时涂覆 催化剂，即涂覆的区域也包括了把各个几何形状隔开的模板的间歇部分，不言而喻，这势必 浪费很多催化剂；其次，在质子交换膜上涂覆催化剂的最大缺点是在涂覆过程中质子交换膜或多或 少会发生无规则的收缩变形，因此当一个面涂覆完成后，将质子交换膜翻转再涂覆另一个 面时会发生两种情况，即，情况1 膜收缩引起模板的各几何形状区域大于已涂覆的催化层 区域，情况2 模板中的几何形状的区域与已涂覆的催化层区域错位，以上两种情况都会引起整个电化学活性区域减小，从而浪费材料，同时电池的实际输出功率达不到设计值；再次，对于两侧催化层完全对应、不错位的涂覆催化剂的膜，由于阳极气体扩散层和阴极气体扩散层与催化层的面积相同，且涂覆催化剂后膜不透明了，这也会造成膜电极 热压时，下侧气体扩散层与下侧催化层之间对齐较困难，因此，膜电极热压后，容易造成上 下侧气体扩散层之间错位；最后，同时在一片膜上热压多至100片膜电极时，由于上下侧的气体扩散层都没 有定位装置，因此，就会造成装配困难，甚至会引起多片膜电极上下侧气体扩散层都发生错 位的严重后果。
发明内容针对上述问题，本实用新型提供了一种膜电极批量生产的热压模具，其批量化生 产，不仅节约工时、节约原材料，而且膜电极结构的五部分之间对位精确，性能稳定。一种膜电极批量生产的热压模具，其技术方案是这样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开口，所述上 框片下表面均布有上框开口，所述上框开口、下框开口尺寸相同、数量相同、且对应于垂直 方向的同一位置。其进一步特征在于所述下框开口贯穿所述下框片，所述下框片的下端面垫装有 下层金属片；所述上框开口贯穿所述上框片，所述上框片的上端面覆盖有上层金属片。采用本实用新型的模具后，整体涂覆形成的阳极气体扩散电极、阴极气体扩散电 极后分割成小片气体扩散电极，将小片气体扩散电极分别放置在热压模具的上、下框片的 上框开口、下框开口中，上、下框片中间放置有质子交换膜层，然后将模具整体放入热压机 中热压后取出，形成整张连体膜电极结构，然后分割形成单片膜电极，其可以保证热压时气 体扩散电极不发生错位，从而大大提高膜电极生产过程的成品率；同时由于一次能热压许 多片膜电极，因此大大缩短了热压的时间；综上，其不仅节约工时、节约原材料，而且膜电极 结构的各部分之间对位精确，性能稳定。
图1为本发明的热压模具的结构示意图。
具体实施方式
见图1，其包括下框片1、上框片2，下框片1上表面均布有下框开口 3，上框片2下 表面均布有上框开口 4，上框开口 4、下框开口 3尺寸相同、数量相同、且对应于垂直方向的 同一位置，下框开口 3贯穿下框片1，下框片1的下端面垫装有下层金属片5 ；上框开口 4贯 穿上框片2，上框片2的上端面覆盖有上层金属片6。图中箭头为各部分的装配方向。
权利要求1.一种膜电极批量生产的热压模具，其特征在于其包括下框片、上框片，所述下框片 上表面均布有下框开口，所述上框片下表面均布有上框开口，所述上框开口、下框开口尺寸 相同、数量相同、且对应于垂直方向的同一位置。
2.根据权利要求1所述的一种膜电极批量生产的热压模具，其特征在于所述下框开 口贯穿所述下框片，所述下框片的下端面垫装有下层金属片。
3.根据权利要求1所述的一种膜电极批量生产的热压模具，其特征在于所述上框开 口贯穿所述上框片，所述上框片的上端面覆盖有上层金属片。
专利摘要本实用新型提供了一种膜电极批量生产的热压模具，其批量化生产，不仅节约工时、节约原材料，而且膜电极结构的五部分之间对位精确，性能稳定。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开口，所述上框片下表面均布有上框开口，所述上框开口、下框开口尺寸相同、数量相同、且对应于垂直方向的同一位置。
文档编号H01M4/88GK201853770SQ20102055605
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者余晴春, 胡鸣若 申请人:无锡国赢科技有限公司