[发明专利]一种燃料电池单元的生产线

说明书

本发明提供了一种燃料电池单元的生产线，包括上料机、下料机、点胶机以及控制器。其中，上料机包括双极板料框、质子交换膜料框、搬运机械手A和视觉模块A；下料机包括GDLA料框、GDL B料框、保护膜料框、保护膜搬运机构、搬运机械手B、视觉模块B以及产品输出机构。点胶机包括点胶装置以及工作平台，点胶装置用于给工作平台上的材料点胶。本发明提出的燃料电池单元的生产线，具有自动上料、自动下料以及自动点胶功能，实现了双极板、气体扩散层、保护膜以及质子交换膜的半自动化组装，提高了生产效率以及产品质量，降低了人工成本。同时，采用机器自动化压合操作要比人工操作误差更小，产品质量更稳定。

技术领域

本发明属于氢燃料电池生产技术领域，尤其涉及一种燃料电池单元的生产线。

背景技术

燃料电池是很有发展前途的新动力电源，燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极、正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。当氢气作为燃料电池的燃料时，其产物仅为水。与传统能源相比较，这种发电方式更为清洁。

本发明所涉及的氢燃料电池包含双极板(如石墨板、金属板等)、阳极碳布、质子交换膜、阴极碳布和保护膜。

双极板位于外侧，作用是在燃料电池堆中对单电池进行隔离。

碳布即是气体扩散层(GDL)，GDL为燃料电池的心脏-膜电极组(MEA)中一项不可或缺的材料，它扮演着MEA与双极板之间的沟通桥梁角色。碳布为多孔性透气材料，其主要作用有:支撑催化剂和膜结构，均匀分布气体，支撑整体结构。同时，气体扩散层又是气体、电子和产物水的通道。燃料在阳极碳布发生氧化反应，空气中的氧气在阴极碳布发生还原反应。中间部分为高分子电解质膜，电池内部的电荷传递是通过中间的离子导体一高分子电解质膜来完成的。

质子交换膜(Proton Exchange Membrane，PEM)是质子交换膜燃料电池的核心部件，对电池性能起着关键作用。它不仅具有阻隔作用，还具有传导质子的作用。

保护膜的存在是为了防止膜电极被污染。

目前，在制备燃料电池单元的过程中，主要采用人工作业，但人工作业的生产方式效率不高，同时，需要消耗大量的人工，生产成本高。

为了能实现燃料电池单元的自动化生产，降低生产成本，提高生产效率，亟需一种燃料电池单元的生产线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池单元的生产线，旨在解决现有技术中采用人工上料的方式制备燃料电池单元所存在的生产效率低以及生产成本高的问题。

本发明是这样实现的，一种燃料电池单元的生产线，包括上料机、下料机、点胶机以及控制器；

所述上料机包括双极板料框、质子交换膜料框以及搬运机械手A以及用于检测物料角度的视觉模块A；所述下料机包括GDLA料框、GDL B料框、保护膜料框、保护膜搬运机构、搬运机械手B、用于检测物料角度的视觉模块B以及产品输出机构；

所述点胶机包括点胶装置以及工作平台，所述点胶装置用于给工作平台上的材料点胶；

所述搬运机械手A用于将所述双极板料框中的双极板、所述质子交换膜料框中的质子交换膜搬运至所述工作平台上；

所述搬运机械手B用于将所述GDLA料框中的GDLA、GDLB料框中的GDLB搬运至所述工作平台上，以及用于将所述工作平台上制备好的电池单元半成品搬运至所述产品输出机构；所述产品输出机构用于向外输出制备好的电池单元成品；