一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜的保存装置及方法与流程

本发明属于高温燃料电池领域，具体涉及一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜的保存装置及方法。

背景技术：

熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)是一种工作于650℃的高温燃料电池，具有不需要贵金属作催化剂、燃料来源广、噪音低、污染物基本达到近零排放、发电效率高、可实现热电联供等优点，适合于百千瓦级至兆瓦级分布式电站或固定电站，具有良好的发展前景。

隔膜是熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)的主要核心部件之一，它必须具备强度高、耐高温熔盐腐蚀、浸入熔盐电解质后能够阻挡气体通过,并且具有良好的离子导电性能。目前制备隔膜的方法主要是通过流延法将亚微米偏铝酸锂(liaio2)与添加剂按比例球磨混合后，形成的均一浆料平铺在水平玻璃上或流延机上，通过控制湿度和温度制备成所需面积大小厚度均一平整隔膜，并通过裁剪将多张隔膜进行组合，压制成电池所用电池隔膜。然而，制备出的隔膜材料吸湿性强，长期处于空气中会吸收空气中大量的水分造成隔膜表面鼓包，局部分层，发生起皱和弯曲现象，这种现象的发生会对后续电池堆的组装、电池性能以及电池寿命产生较大的影响。特别是在组装大功率熔盐电池堆时，需要的电池隔膜数量多，隔膜生产需要较长一段时间，为了前后生产的隔膜一致性不受吸湿影响，因此隔膜的保存问题必须得到解决，目前尚无合适保存方法，常规利用薄膜包裹的方法，此方法不利于大规模长时间电池隔膜的保存，对隔膜的平整性得不到解决，长时间也会出现吸湿现象，对后期电池的组装和电池性能产生不可估计的影响。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜的保存装置及方法，特别是在保存装置中心位置增加一种紧固压力机构装置，可以保证电池隔膜的平整性、同时在保存装置内部四周及底部位置放置干燥剂，并在保存装置内部安装湿度监测装置，通过湿度监测装置及定期更换干燥剂可以保证电池隔膜吸湿性得到控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜的保存装置，包括箱体，箱体设置有与其密封连接的盖板，箱体内设置有温湿度传感器，箱体中的底面上设置若干高度可调的支撑底座，支撑底座上方设置底板，底板用于放置电池隔膜，底板的侧面沿竖直方向设置受力板，受力板与箱体的底面连接，受力板沿竖直方向开设多个预留孔；底板的正上方设置压紧机构；压紧机构包括拉杆、压板、压紧驱动杆，拉杆的中部开设螺纹孔，拉杆的两端设置凹槽，压紧驱动杆采用螺纹杆，压紧驱动杆与拉杆螺纹连接。

还包括控制器，温湿度传感器连接控制器的输入端，箱体上开设除湿孔，除湿孔用于连接除湿器，除湿器的启停输入端连接控制器的输出端。

压紧机构的输出端设置压力传感器，压力传感器连接控制器的输入端，控制器的输出端连接显示器。

盖板设置在箱体的顶端，盖板与箱体侧面铰接，具体的箱体的侧面顶部铰接一个旋转支撑的第一端，旋转支撑的第二端与盖板连接；箱体中设置气动支撑杆与盖板连接盖板与箱体的连接处设置锁扣。

底板上设置有根限位柱，压板与限位柱对应的位置处开设通孔，限位柱能穿过所述通孔；底板通过沉头螺钉连接在支撑底座上。

压紧驱动杆的下端设置棱台形缓冲板，棱台形缓冲板的面积大于压紧驱动杆的下端截面，压紧驱动杆的下端与压紧缓冲板之间通过球头-球窝结构连接。

箱体的下部设置水平仪；箱体的底部设置万向轮和可调支脚，箱体的外侧设置电池隔膜存入时的状态信息卡。

支撑底座的间隙以及冲孔隔板与箱体内侧之间的间隙中均放置有干燥剂。

箱体内侧沿竖直方向设置冲孔隔板，受力板、冲孔隔板以及箱体的侧壁用螺杆连接。

基于本发明所述保存装置保存熔融碳酸盐燃料电池隔膜的方法，具体如下：

将预先压制好的电池隔膜一片一片的叠加整齐放置到底板上，

将压板放置在电池隔膜的顶端，

将拉杆穿入受力板的预留孔中，

向旋紧方向旋转压紧驱动杆，逐渐将电池隔膜压紧，

合上盖板；

持续监测温湿度传感器的结果，结果显示湿度超过45％时，采用放置干燥剂或使用除湿器进行除湿。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

通过在保存装置中心位置增加紧固压力机构装置，并在保存装置内部安装湿度监测装置，能实时对箱体内的湿度进行监测，而且箱体上开设除湿孔，能够用于连接除湿器，对箱体进行除湿，也可以采用在箱体中放置和更换干燥剂的办法进除湿，能有效解决电池隔膜长时间因吸湿影响，造成表面鼓包、起皱和弯曲现象，同时采用压紧机构将电池隔膜压紧压平，对组装电池堆电池隔膜的平整性及均一性得到保证。

进一步的，在保存装置内部四周及底部位置放置干燥剂，在湿度超过设定值时，及时更换。

进一步的，在箱体上设置控制器，能根据实时采集的温湿度传感器数据对除湿器自动控制，无需定期进行查看，提高可靠性，并减少人为作业。

进一步的，压紧机构的输出端设置压力传感器，压力传感器连接控制器的输入端，控制器的输出端连接显示器，压力传感器用于检测压紧力的大小，为压紧作业提供指导，避免由于压力过大而压坏电池隔膜。

进一步的，底板上设置有根限位柱，压板与限位柱对应的位置处开设通孔，限位柱能穿过所述通孔，能放置电池隔膜时便于对齐，使得压紧时，整体手里均匀；底板通过沉头螺钉连接在支撑底座上，有助于提高电池隔膜的平整性。

进一步的，压紧驱动杆的下端设置棱台形缓冲板，棱台形缓冲板的面积大于压紧驱动杆的下端截面，能将压力分散与整个压板，压紧驱动杆的下端与压紧缓冲板之间通过球头-球窝结构连接，有助于提高压力竖直向下传递，提高电池隔膜平衡性，不会出现受力方向歪斜。

进一步的，箱体的下部设置水平仪，箱体的底部设置万向轮和可调支脚，在箱体保持水平的情况下，理论上箱体内的底板也处于水平状态；箱体的外侧设置电池隔膜存入时的状态信息卡，使内部电池隔膜的信息清楚地展示给所有可能用到或者监测电池隔膜状态的人员，能使其正确和及时掌握相关信息。

附图说明

图1是一种可实施的电池隔膜的保存装置正面示意图。

图2是图1所示电池隔膜保存装置侧面示意图。

其中1、上盖板；2、箱体；3、固定板；4、冲孔隔板；5、拉杆；6、压板；7、电池隔膜；8、底板；9、支撑底座；10、干燥剂；11、压紧驱动杆；12、万向轮；13、气动支撑杆；14、锁扣；15、旋转支撑；16、温湿度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进一步描述：

参考图1，一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜的保存装置，包括箱体2，箱体2设置有与其密封连接的盖板1，箱体2内设置有温湿度传感器，箱体2中的底面上设置若干高度可调的支撑底座9，支撑底座9上方设置底板8，底板8用于放置电池隔膜7，底板8的侧面沿竖直方向设置受力板3，受力板3与箱体2的底面连接，受力板3沿竖直方向开设多个预留孔；底板8的正上方设置压紧机构；压紧机构包括拉杆5、压板6、压紧驱动杆11，拉杆5的中部开设螺纹孔，拉杆5的两端设置凹槽，压紧驱动杆11采用螺纹杆，压紧驱动杆11与拉杆5螺纹连接，压紧驱动杆11的下端设置棱台形缓冲板，棱台形缓冲板的面积大于压紧驱动杆11的下端截面。

作为一个可选的实施例，还可以在箱体2上设置控制器，温湿度传感器连接控制器的输入端，箱体2上开设除湿孔，除湿孔用于连接除湿器，除湿器的启停输入端连接控制器的输出端；温湿度传感器的探头部分在箱体内部，在控制器中设置湿度阈值，即45％，箱体2中的湿度超过45％时，则控制器向除湿器发送开启的指令，除湿器开启工作通过除湿孔对箱体2内进行除湿，从而使得箱体2中的湿度保持在合适的范围。

当然为了更加清楚向电池隔膜7施加的压紧力，可以在压紧机构的输出端设置压力传感器，压力传感器连接控制器的输入端，控制器的输出端连接显示器，能够通过显示器直接看到压紧力的数值，方便操作，尤其是能避免压紧力过大而破坏电池隔膜7。

盖板1设置在箱体2的顶端，盖板1与箱体2的连接处设置锁扣14，

底板8上设置有4根限位柱，压板6与限位柱对应的位置处开设通孔，限位柱能穿过所述通孔；底板8通过沉头螺钉连接在支撑底座9上。

压紧驱动杆11的下端与压紧缓冲板之间通过球头-球窝结构连接。

箱体2的下部设置水平仪；箱体2的底部设置万向轮和可调支脚，箱体2的外侧设置电池隔膜7存入时的状态信息卡。

支撑底座9的间隙以及冲孔隔板与箱体2内侧之间的间隙中均放置有干燥剂。

箱体2内侧沿竖直方向设置冲孔隔板4，受力板3、冲孔隔板4以及箱体2的侧壁用螺杆连接。

基于本发明所述保存装置保存熔融碳酸盐燃料电池隔膜的方法，具体如下：

将预先压制好的电池隔膜7一片一片的叠加整齐放置到底板8上，

将压板6放置在电池隔膜7的顶端，

将拉杆5穿入受力板3的预留孔中，

向旋紧方向旋转压紧驱动杆11，逐渐将电池隔膜7压紧，

合上盖板1；

持续监测温湿度传感器的结果，结果显示湿度超过45％时，采用放置干燥剂或使用除湿器进行除湿。

盖板1设置在箱体2的顶端，盖板1与箱体2侧面铰接，具体的箱体2的侧面顶部铰接一个旋转支撑15的第一端，旋转支撑15的第二端与盖板1连接，旋转支撑15的第二端作用力朝下，能有助于提高盖板1与箱体2铰接处的密封性能；所述第一端与第二端之间设连接段，作为优选的实施例，连接段与所述第一端垂直连接，所述第二端与连接段垂直连接；箱体2中设置气动支撑杆13与盖板1连接，打开盖板1时，气动支撑杆13持续向盖板1提供支撑力，使盖板1保持打开状态，便于操作人员放入电池隔膜7，参考图2。

将支撑底座9排列放置在箱体2的底部，用螺栓将支撑底座9与箱体2的底部连接，并将干燥剂10平铺在支撑底座9的空隙位置，干燥剂10放置好后将不锈钢或铝制的平面底板8放在支撑底座9的上面，保证底板8在箱体2的中心位置，并用沉头螺钉将底板8与支撑底座9连接在一起。将预先压制好的电池隔膜7一片一片的叠加整齐放置到底板8的中心位置，把需要保存的电池隔膜7放置完成后，将压板6的中心和电池隔膜7的中心对准，将压板6平压在电池隔膜7上面，然后将压紧驱动杆11与拉杆5整体放在压板6的上方中心位置，保持平整后逆时针旋转压紧驱动杆11将拉杆5穿入受力板3的预留孔内，使拉杆5两侧凹槽部位与受力板3垂直方向对齐后，顺时针旋转压紧驱动杆11对压板6进行施加压力，压紧力能确保叠加在一起的电池隔膜7每一片紧密贴合平整即可，然后将干燥剂10填充在冲孔隔板4与箱体2的空隙中。准备就绪后将上盖板1与箱体2合上，上盖板1与箱体2的结合部分镶嵌有密封条，保证上盖板1与箱体2合上后箱体2能保证密封状态，并用锁扣14将上盖板1与箱体2锁紧确保密封。随后将温湿度传感器16的探头传感装置旋进箱体2正面的预留螺纹孔内，使其探头进入箱体2内部设定长度，让探测部分全部裸露在箱体2内部，并将温湿度传感器16的显示装置固定在箱体2的正面位置，方便操作者查看湿度情况，定期给温湿度传感器16的显示装置更换电池或充电。当电池隔膜保存装置长时间不用或特别在夏季雨季及湿度环境特别大的地点保存时，如果温湿度传感器16监测到箱体2内部空间湿度大于45～60％时，打开电池隔膜保存装置上盖板1对干燥剂10进行更换，更换完成后合上上盖板1并锁紧锁扣14使其保证密封状态，应保证保存状态湿度不大于45％。

在保存装置箱体2的侧面有预留卡片位置对保存隔膜数量、日期、更换干燥剂10等重要信息做登记。