阅读说明：本技术 一种氢燃料电池石墨板的点胶方法 (Dispensing method of graphite plate of hydrogen fuel cell ) 是由 吴威元 蔡奇志 于 2019-10-01 设计创作，主要内容包括：本发明属于氢燃料电池技术领域,尤其涉及一种氢燃料电池石墨板的点胶方法。其包括石墨板的制作、点胶前的吸附固定、点胶过程设定、自动化点胶、烘烤、防胶条变形以及点胶后的气密性检测等操作步骤,氢光板及石墨板在点胶过程中,均采用吸附的固定方式,解决了石墨材料容易碎裂的问题。并且,本发明的点胶密封方式,相对于现有的注胶的方式,密封性较好,相比于设置密封圈的方式,自动化程度高,有利于大批量的生产,提高了生产效率。(The invention belongs to the technical field of hydrogen fuel cells, and particularly relates to a dispensing method for a graphite plate of a hydrogen fuel cell. The method comprises the operation steps of manufacturing a graphite plate, adsorbing and fixing before dispensing, dispensing process setting, automatic dispensing, baking, preventing deformation of an adhesive tape, detecting air tightness after dispensing and the like. Compared with the existing glue injection mode, the glue dispensing sealing mode has the advantages that the sealing performance is better, the automation degree is high, the mass production is facilitated, and the production efficiency is improved.)

一种氢燃料电池石墨板的点胶方法

技术领域

本发明属于氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池石墨板的点胶方法。

背景技术

燃料电池是很有发展前途的新动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极。其和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点。

燃料电池的电极板是燃料发生氧化反应与氧化剂发生还原反应的电化学反应场所，其性能的好坏关键在于触媒的性能、电极的材料与电极的制程等。

电极板靠近中心的区域通常为反应区域，主要包括供空气、氢气和冷却液流动反应的流场以及各流体进出流场的进出口。由于需要保持反应区域的密封性，通常在阳极板和阴极板上均需开设环绕反应区域的凹槽。

现有技术中，一般采用注胶的方式或设置密封圈的方式对反应区域进行密封。然而，注胶的方式密封性能差，而设置密封圈的方式，是指在组装燃料电池时，首先将密封垫安装于对应的凹槽内，例如通过人工方式将密封圈施加于槽内，然后再在两块安装有密封垫的电极板之间放置一片膜电极，从而通过具有凹槽的电极板、密封垫和膜电极共同实现对反应区域的密封。虽然设置密封圈的方式密封性能较好，但不便于采用自动化设备大批生的生产。

电极板根据材料主要分为金属板、复合板、石墨板三类，其中石墨板的优点是导电性高、导电性好、耐腐蚀性强，但缺点是易脆，厚度不宜做薄，从而导致后续加工困难。

为此，很有必要针对石墨板研发一种便于实现自动化生产且能避免材料碎裂的密封方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种氢燃料电池石墨板的点胶方法，旨在解决现有技术中的电极板的密封方式所存在的密封性能较差，或者不便于实现自动化生产的问题。

本发明是这样实现的，一种氢燃料电池石墨板的点胶方法，其至少包括以下步骤：

S1、用雕刻机雕刻，制作出氢光板以及空气板；

S2、将氢光板放置于吸附治具上，吸附治具启动并吸住氢光板，然后，将吸附治具及其上的氢光板移至自动点胶机下方，启动自动点胶机按照密封轨迹对氢光板进行点胶；

S3、提供一工装治具，其包括料槽以及能与料槽顶部螺纹连接的压板，把空气板放入料槽内，与点好胶的氢光板贴合，根据所需石墨板的层数，将空气板与氢光板重复贴合和堆叠，制得石墨板；

S4、在石墨板上面放入压板，压紧石墨板，用螺丝锁紧，放入烤箱烘烤；

S5、将石墨板放置于吸附治具上，石墨板的A面朝上，吸附治具启动并吸住石墨板，然后，将吸附治具及其上的石墨板移至自动点胶机下方，启动自动点胶机按照密封轨迹对石墨板的A面进行点胶；

S6、将石墨板放入烤箱烘烤；烘烤前，用承托件承托石墨板，保证胶条不受挤压，保持原有形状；

S7、再次将石墨板放置于吸附治具上，石墨板的B面朝上，采用吸附治具吸住石墨板，然后，将吸附治具及其上的石墨板移至自动点胶机下方，启动自动点胶机按照密封轨迹对石墨板的B面进行点胶；

S8、再将石墨板放入烤箱烘烤；烘烤前，用承托件承托石墨板，保证胶条不受挤压，保持原有形状；

S9、密封性检测，在100KPα下测量氧气道、氢气道、冷却道这三个回路的气密性。

进一步的，所述吸附治具包括工作平台、至少一个利用文氏效应产生吸力的吸附装置以及若干承托条，所述吸附装置以及承托条安装在所述工作平台上，所述吸附装置的吸力方向垂直向下；所述若干承托条布设在所述吸附装置的四周。

进一步的，所述若干承托条围设成一矩形，所述若干承托条的顶面与吸附装置的顶面平齐；相对的两条承托条中，至少有一条承托条以可拆卸的方式安装在所述工作平台上，通过调节相对两条承托条之间的间距，满足不同尺寸的材料。

进一步的，相对的两条承托条中，至少有一条承托条通过螺丝或磁吸的方式固定在所述工作平台上。

进一步的，所述吸附治具还包括移动模组，所述工作平台安装在所述移动模组上，所述移动模组能驱动所述工作平台沿直线方向往复运动。

进一步的，所述自动点胶机采用高精密螺杆阀点胶以及精密针头。

进一步的，点胶用的胶水为聚异丁烯，保存温度为-5℃～+10℃，避免阳光直射，使用前和使用后都要注意密封，拿出前解冻为常温才能打胶。

进一步的，所述步骤S3、S5、S7中，放入烤箱烘烤的时间为90分钟，温度为130°。

进一步的，所述步骤S1、S4、S6中，还包括点胶路径设定、高度设定以及速度设定；其中，点胶路径划分为起点-直线1-直线2-直线3-直线4，选择在长直线上设定位置；其中，起点至直线1长度设置为5mm，直线1至直线2长度设置为8mm，直线2至直线3设置为8mm，直线3至直线4设置为8mm；起点高度设置为针头至石墨板槽底面0.2mm，直线1的点胶高度设置为针头至槽底面0.8mm；起点至直线4的各个区间，分别写入点胶速度，以递增速度点胶，通过控制点胶的速度决定胶条大小。

进一步的，步骤S1、S4、S6中，还包括结束点胶设定，倒数第2行直线与起点坐标设置一样，重合在同一个点，倒数第1行直线与倒数第2行直线长度设置为20mm，提前关胶距离为20mm。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明针对石墨板提供了一套便于自动化生产的密封方法密封方式，其包括石墨板的制作、点胶前的吸附固定、点胶过程设定、自动化点胶、烘烤、防胶条变形以及点胶后的气密性检测等操作步骤，氢光板及石墨板在点胶过程中，均采用吸附的固定方式，解决了石墨材料容易碎裂的问题。并且，本发明的点胶密封方式，相对于现有的注胶的方式，密封性较好，相比于设置密封圈的方式，自动化程度高，有利于大批量的生产，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种氢燃料电池石墨板的点胶方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种用于制作石墨板的工装治具结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种用于固定石墨板的吸附治具的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种直线点胶路径点胶设定的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种T字型点胶路径点胶设定的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图1，示出了本发明实施例提供的一种氢燃料电池石墨板的点胶方法，其包括以下步骤：

S1、用雕刻机雕刻，制作出氢光板以及空气板；

S2、将氢光板放置于吸附治具上，吸附治具启动并吸住氢光板，然后，将吸附治具及其上的氢光板移至自动点胶机下方，启动自动点胶机按照密封轨迹对氢光板进行点胶；

S3、提供一工装治具，请参见图2，其包括料槽11以及能与料槽11顶部螺纹连接的压板12，把空气板放入料槽11内，与点好胶的氢光板贴合，根据所需石墨板的层数，将空气板与氢光板重复贴合和堆叠，制得石墨板；

S4、在石墨板上面放入压板12，压紧石墨板，用螺丝锁紧，放入烤箱烘烤；

S5、将石墨板放置于吸附治具上，石墨板的A面朝上，吸附治具启动并吸住石墨板，然后，将吸附治具及其上的石墨板移至自动点胶机下方，启动自动点胶机按照密封轨迹对石墨板的A面进行点胶；所述自动点胶机采用高精密螺杆阀点胶以及精密针头；点胶用的胶水为聚异丁烯，保存温度为-5℃～+10℃，避免阳光直射，使用前和使用后都要注意密封，拿出前解冻为常温才能打胶。

S6、将石墨板放入烤箱烘烤，烘烤的时间为90分钟，温度为130°；烘烤前，用承托件承托石墨板，保证胶条不受挤压，保持原有形状。

S7、再次将石墨板放置于吸附治具上，石墨板的B面朝上，然后，将吸附治具及其上的石墨板移至自动点胶机下方，启动自动点胶机按照密封轨迹对石墨板的B面进行点胶。

S8、再将石墨板放入烤箱烘烤，烘烤的时间为90分钟，温度为130°；烘烤前，用承托件承托石墨板，保证胶条不受挤压，保持原有形状。

S9、密封性检测，在100KPα下测量氧气道、氢气道、冷却道这三个回路的气密性。

上述吸附治具的具体结构不作限定，只要是通过吸附作用力固定石墨板的结构均可作为本发明的吸附治具。

可选的，于本实施例中，采用专门制作的吸附治具2，请参见图3，该吸附治具2包括工作平台21、至少一个利用文氏效应产生吸力的吸附装置22、若干承托条23以及移动模组24。

吸附装置22以及承托条23安装在所述工作平台21上，所述吸附装置22的吸力方向垂直向下。若干承托条23布设在所述吸附装置22的四周，围设成一矩形。所述若干承托条23的顶面与吸附装置22的顶面平齐，从而保证了石墨板的平整。

具体的，相对的两条承托条23中，至少有一条承托条23以可拆卸的方式安装在所述工作平台21上，通过调节相对两条承托条23之间的间距，满足不同尺寸的材料。在实际操作中，相对的两条承托条23中，其中一条承托条23通过螺丝或磁吸的方式固定在工作平台21上。

工作平台21安装在所述移动模组24上，所述移动模组24能驱动所述工作平台21沿直线方向往复运动。

进一步的，所述步骤S1、S4、S6中，还包括点胶路径设定、长度设定、高度设定、速度设定以及结束点设定。下面将结合两种不同的点胶路径分别详细说明：

对于直线的点胶路径，请参见图4，点胶路径划分为起点-直线1-直线2-直线3-直线4。其中，起点至直线1长度设置为5mm，直线1至直线2长度设置为8mm，直线2至直线3设置为8mm，直线3至直线4设置为8mm；起点高度设置为针头至石墨板槽底面0.2mm，直线1的点胶高度设置为针头至槽底面0.8mm；起点至直线4的各个区间，分别写入点胶速度，以递增速度点胶，通过控制点胶的速度决定胶条大小。结束点设置：倒数第2行直线与起点坐标设置一样，重合在同一个点，倒数第1行直线与倒数第2行直线长度设置为20mm，提前关胶距离为20mm左右。

对于T字型的点胶路径，请参见图5，点胶路径划分为：起点-直线1-直线2-直线3-直线4。起点高度设置为针头至槽底面0.8mm，选择在长直线上设定位置。起点至直线1长度设置为3mm，直线1至直线2长度设置为5mm，直线2至直线3设置为5mm，直线3至直线4设置为5mm，起点至直线4的各个区间的长度需要根据整条线长度设定，速度设置：起点-直线4分别每行写入点胶速度，以递增速度点胶，通过控制点胶的速度决定胶条大小。结束点设置：起点和最后1条直线坐标与对应搭接线条中心线重合，点胶针头设定启用快速回拉。

本实施例针对石墨板提供了一套便于自动化生产的密封方法密封方式，其包括石墨板的制作、点胶前的吸附固定、点胶过程设定、自动化点胶、烘烤、防胶条变形以及点胶后的气密性检测等操作步骤，氢光板及石墨板在点胶过程中，均采用吸附的固定方式，解决了石墨材料容易碎裂的问题。并且，本实施例的点胶密封方式，相对于现有的注胶的方式，密封性较好，相比于设置密封圈的方式，自动化程度高，有利于大批量的生产，提高了生产效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。