本發明公開了一種循環利用轉印介質連續化制備燃料電池CCM的裝置及方法，該裝置沿著質子交換膜行進的方向，包括涂布裝置、轉印裝置和循環利用裝置，所述涂布裝置包括第一轉印介質涂布設備和第二轉印介質涂布設備；所述轉印裝置依次包括質子交換膜放卷裝置、去除質子交換膜背膜的收卷裝置和熱輥壓轉印裝置，所述熱輥壓轉印裝置將質子交換膜、陽極轉印介質膜與陰極轉印介質膜壓合；所述循環利用裝置包括剝離后的轉印介質清洗裝置，所述轉印介質清洗裝置一側設有干燥裝置。本發明轉印介質涂布工藝與轉印工藝一體化，提高了生產效率，且轉印介質的循環利用降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及一種循環利用轉印介質連續化制備燃料電池CCM的裝置及方法，屬于電池膜電極技術領域。

背景技術

質子交換膜燃料電池 (Proton Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFC) 作為一種新型的清潔能源，由于其低污染甚至是無污染性被全球廣泛關注。而PEMFC的核心部件膜電極 (Membrane Electrode Assembly, MEA)，是燃料電池發生氧化還原的主要場所，也是研究者們研究的重點，特別是對其制作工藝的研究。轉印法是將預先配好的催化劑漿料涂布、印刷或者噴涂到某種轉印介質上，經過干燥后將其催化劑層再轉印到質子交換膜上，得到催化劑覆蓋的質子交換膜 (Catalyst Coated Membrane, CCM)。由于在轉印前已經去除了溶劑，質子交換膜不會出現溶脹的現象，而且催化劑層與質子交換膜的結合力增強，因此轉印法被認為是適合商業連續化生產膜電極的一種方法。

傳統的卷對卷轉印法制備膜電極過程中，由于采用的是一組上下兩個熱轉印輥，轉印輥轉動速率較快，導致熱壓過程較短，為了提高轉印率，需提高轉印溫度以及增大轉印壓力，從而導致膜失水嚴重以及催化層比較密實，增加了傳質阻力，而且轉印完成后轉印介質直接收卷，沒有重復利用，生產成本較高。

日本專利JP特開2010-153188A公開了一種燃料電池膜電極的方法，采用平板轉印工藝，將兩張涂覆有催化劑層的轉印片與質子交換膜上表面和下表面重疊，其特征是在轉印片下方鋪上一層凝膠構件，優選使用含硅凝膠片，凝膠構件略大于催化劑層轉印片，其目的是提高轉印過程中催化劑的利用率。但是該方法不適合大面積轉印，不利于排除氣泡導致轉印率低，并且該方法工藝不利于工業化生產。

中國專利CN 109768290公開了一種燃料電池催化劑涂覆膜制備方法和制備裝置，其中對質子交換膜進行涂布A面，對轉移介質膜進行涂布B面，然后熱壓所述轉移介質膜和所述質子交換膜，制備催化劑涂覆膜，該方法避免了雙面涂布造成質子交換膜溶脹的問題，以及提高了燃料電池膜電極制備效率。但是質子交換膜經過一次高溫干燥和一次熱壓，會導致膜失水進而影響傳質。

中國專利CN 210429979 U提供了一種燃料電池膜電極生產裝置，包括第一轉印膜放卷機構、質子交換膜放卷機構以及第二轉印膜放卷機構，三者經過輥壓進行熱轉印，本方法提高了催化劑轉印至質子交換膜上的轉印率，進而提高膜電極產品的成品率。但是該方法需預先涂布好轉印膜樣品，而且轉印完成后轉印介質無法重復利用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種循環利用轉印介質連續化制備燃料電池CCM的裝置及方法，轉印介質涂布工藝與轉印工藝一體化，提高了生產效率，且轉印介質的循環利用降低了生產成本。

為解決上述技術問題，本發明提供一種循環利用轉印介質連續化制備燃料電池CCM的裝置，沿著質子交換膜行進的方向，包括涂布裝置、轉印裝置和循環利用裝置，

所述涂布裝置包括用于陰極轉印漿料涂布的第一轉印介質涂布設備和用于陽極轉印漿料涂布的第二轉印介質涂布設備，所述第一轉印介質涂布設備一側設有用于烘干所述轉印介質的第一干燥設備，所述第二轉印介質涂布設備一側設有用于烘干所述轉印介質的第二干燥設備；