[发明专利]气体扩散层成套生产装备

说明书

本发明公开了一种气体扩散层成套生产装备，本发明由4台既独立又相互关联的设备构成，具体由基体层处理设备、碳化处理设备、疏水处理设备、微孔涂层成型设备构成。该装备采用薄而脆、易变形撕裂的碳纤维纸为基材，制造工艺过程中，需要进行多次涂布、实现憎水性能、形成微孔层，还需要高温烧结、超高温碳化，生成碳化层，因此整个工艺过程，涉及到多种涂布技术、高温传动技术、温度控制等技术，工艺技术难度大，装备制造技术壁垒多。本发明解决了现有技术中存在的气体扩散层成套装备成本高、气体扩散层材料国产批量供应成本高的问题。

技术领域

本发明属于高端装备制造技术领域，具体涉及一种气体扩散层成套生产装备。

背景技术

随着全球能源消费结构向低碳化转型加快，氢能作为清洁的二次能源再次受到各方关注。由于氢能来源广泛、清洁无碳、应用场景丰富，未来将大规模应用于航空航天领域、军事装备领域、工业领域、交通领域、储能领域、建筑领域、消费品等领域。

气体扩散层(Gas Diffusion Layer，简称GDL)是在碳基材料上多次涂布，实现材料疏水性能和微孔层成型。由于碳基微孔材料性质脆、易折断撕裂，其工艺技术难度大，装备制造技术壁垒多，由于国内目前没有气体扩散层成套生产装备，导致国内燃料电池企业高价进口，成为氢能发展过程中的关键材料。

在基于光学功能膜、水处理膜、锂电池隔膜、铝塑膜等精密涂布装备研制技术基础上，攻克了气体扩散层基体材料传动技术，高温烧结、超高温碳化技术、高温及超高温状态下温度精准控制技术、脆性基材涂层成型技术等，形成完整的气体扩散层成套装备技术解决方案，将打破国外气体扩散层生产装备技术封锁和市场垄断的局面。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体扩散层成套生产装备，解决了现有技术中存在的气体扩散层成套装备成本高、气体扩散层材料国产批量供应成本高的问题。

本发明所采用的技术方案是，气体扩散层成套生产装备，包括基体层处理设备、碳化处理设备、疏水处理设备、微孔涂层成型设备构成。

本发明的特点还在于，

基体层处理设备、碳化处理设备、疏水处理设备、微孔涂层成型设备布置模式为独立布置，即从左到右，依次分别为基体层处理设备、碳化处理设备、疏水处理设备、微孔涂层成型设备，呈现“一”字形布置。

基体层处理设备、碳化处理设备、疏水处理设备、微孔涂层成型设备布置模式为：基体层处理设备、碳化处理设备独立设置，疏水处理设备、微孔涂层成型设备连接，从左到右，分别为基体层处理设备、碳化处理设备、以及疏水处理设备和微孔涂层成型设备连体设备，呈现“一”字形布置。

基体层处理设备、碳化处理设备、疏水处理设备、微孔涂层成型设备布置模式为：从前向后或从后向前，分别为基体层处理设备、碳化处理设备、疏水处理设备、微孔涂层成型设备，呈现并列布置模式。

基体层处理设备具体结构为：包括放卷单元A，放卷单元A放卷后基材经过牵引单元A进行张力隔断，再通过浸渍挤压式涂层成型单元A在基材上双面做涂层处理，经过干燥单元A进行表面涂层内溶剂挥发，再经过烧结单元A进行烧结处理，使涂层完全包裹在基材上，经过冷却单元A对涂层基材进行降温处理，通过牵引单元A进行张力隔断，在收卷单元A处进行收卷。

碳化处理设备具体结构为：包括放卷单元B，放卷单元B作为进行放卷，所述基体层处理设备制备的材料为所述收卷单元A收成的半成品，半成品转运到放卷单元B，经过牵引单元B进行张力隔断，再经过低温碳化单元和高温碳化单元两道碳化处理，材料完全实现碳化，碳化材料通过牵引单元B进行张力隔断，在收卷单元B处收成新的半成品。