一种氢燃料电池膜制备装置及制备方法与流程

本发明涉及电池膜制备，具体为一种氢燃料电池膜制备装置及制备方法。

背景技术：

1、随着全球对清洁能源需求的不断增加，氢燃料电池作为一种高效、环保的能源转换技术，受到了广泛关注。在氢燃料电池的生产过程中，电池膜的质量直接影响到电池的性能和寿命。因此，如何高效地制备高质量的氢燃料电池膜，成为了行业研究的重点；在电池膜制备过程中，材料在压延结束后可能出现回弹现象，即材料从外部施加的应力释放后，材料内部的应力会导致电池膜产生恢复变形，从而导致薄膜的厚度不一致；

2、然而，传统的氢燃料电池膜制备装置往往不设置有厚度检测机构，回弹现象主要是由压延过程中产生的残余应力引起的，这些残余应力在压力释放后会导致电池膜恢复到原始状态或接近原始状态，从而造成厚度不均匀的情况，在回弹现象的影响下，电池膜的性能可能不稳定，电化学性能可能变差，效果不均匀，从而影响电膜设备的整体效果。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的难题，本发明提出了一种创新的氢燃料电池膜制备装置及制备方法，通过引入高精度的压延和加热系统，结合先进的厚度检测和自动调节技术，能够有效降低电池膜的回弹率，保持膜的厚度稳定性。同时，本发明还具备实时监测和警报功能，能够及时提醒操作人员进行调整，确保生产出的电池膜符合质量标准。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢燃料电池膜制备装置，包括：压延机，压延机的前侧左端沿左右方向开设有与其内腔相连通的滑槽；导杆的数量为两个，两个导杆的左右两端分别设置于滑槽的内腔左右两侧上下两端；拉伸块可滑动的相适配插接于滑槽的内腔，拉伸块可滑动的套接于导杆的外壁；第一弹簧套接于导杆的外壁，第一弹簧的一端卡接于滑槽的内腔左侧，第一弹簧的另一端卡接于拉伸块的右侧；调节机构设置于压延机的右侧；检测机构设置于调节机构的右侧；限位筒的数量为四个，四个限位筒分别设置于压延机的前后两侧左右两端，限位筒的内侧外端开设有与其内腔相连通的限位槽；支撑块的数量为四个，四个支撑块分别设置于压延机的前后两侧左右两端；第一加热辊的前后两端分别通过轴承可转动的设置于调节机构的内腔前后两侧左端；第二加热辊的前后两端分别通过轴承可转动的设置于压延机的内腔前后两侧左端底部；电池膜放置于压延机的内腔，电池膜与第一加热辊和第二加热辊的外壁均相接触。

3、优选的，所述氢燃料电池膜制备装置还包括：第一链轮，第一链轮套接于第一加热辊的外壁前侧，并通过顶丝锁紧；第一齿轮套接于第二加热辊的外壁前侧，并通过顶丝锁紧；第一连接杆的前端通过轴承可转动的设置于压延机的内腔前侧左端；第二链轮套接于第一连接杆的外壁前侧，并通过顶丝锁紧；第二齿轮套接于第一连接杆的外壁后侧，并通过顶丝锁紧，第二齿轮和第一齿轮相啮合；第二连接杆的前端通过轴承可转动的设置于拉伸块的后侧中部；第三链轮套接于第二连接杆的外壁，并通过顶丝锁紧；链条套接于第一链轮、第二链轮和第三链轮的外壁；第一电机螺钉连接于压延机的前侧，第二加热辊的前端通过联轴器锁紧在第一电机的输出端。

4、优选的，所述压延机的内腔右端通过轴承可转动的设置有支撑辊，所述电池膜和支撑辊的外壁相接触，所述支撑辊的顶端和第二加热辊的顶端处于同一水平线。

5、优选的，为了调节电池膜的压延厚度，调节机构包括：遮挡架，遮挡架的数量为两个，两个遮挡架分别设置于压延机的前后两侧右端；第二电机的数量为两个，两个第二电机分别螺钉连接于压延机的前后两侧；螺杆的底端通过联轴器锁紧在第二电机的输出端，螺杆的顶端通过轴承可转动的设置于遮挡架的底端中部；支撑板的中部螺接于螺杆的外壁，第一加热辊的前后两端分别通过轴承可转动的设置于两个支撑板的内侧左端；第一支撑杆的数量为四个，四个第一支撑杆的顶端分别设置于两个支撑板的底端左右两侧，第一支撑杆的底端可滑动的相适配插接于与其位置相对应的限位筒的内腔。

6、优选的，为了保证移动的稳定性，调节机构还包括：第一旋转杆，第一旋转杆的数量为两个，两个第一旋转杆的外壁左右两侧分别通过轴承可转动的设置于四个支撑块的内腔；第一限位齿轮的数量为四个，四个第一限位齿轮分别套接于两个第一旋转杆的外壁左右两侧，并通过顶丝锁紧，四个第一限位齿轮分别贯穿四个限位槽和四个第一支撑杆相啮合；第二旋转杆的数量为两个，两个第二旋转杆的外壁前后两侧分别通过轴承可转动的设置于压延机的内腔前后两侧左右两端，第二旋转杆的前后两端均延伸出压延机的外侧；第二限位齿轮的数量为四个，四个第二限位齿轮分别套接于两个第二旋转杆的外壁前后两侧，并通过顶丝锁紧，四个第二限位齿轮分别贯穿四个限位槽和四个第一支撑杆相啮合。

7、优选的，为了调节电池膜厚度的误差值，检测机构包括：绝缘外壳，绝缘外壳的前后两侧分别设置于两个支撑板的内侧右端，绝缘外壳的前后两侧均沿周向开设有与其内腔相连通的移动槽，绝缘外壳的前后两侧均沿周向开设有若干卡槽，绝缘外壳的前后两侧均设置有刻度线，刻度线和移动槽相匹配；遮挡板的数量为两个，两个遮挡板的内侧右端分别通过销轴可转动的设置于绝缘外壳的前后两侧；第二弹簧内嵌于遮挡板的内腔，第二弹簧的外端卡接于遮挡板的内腔外侧；卡球的一部分内嵌于遮挡板的内腔，卡球的另一部分延伸进与其位置相匹配的卡槽的内腔，第二弹簧的内端卡接于卡球的外壁。

8、优选的，为了检测电池膜的厚度，检测机构包括：绝缘筒，绝缘筒的数量为两个，两个绝缘筒的外壁中部分别可滑动的相适配插接于两个移动槽的内腔，绝缘筒的外壁和遮挡板的顶端相接触；导电筒的前后两端分别设置于两个绝缘筒的内端；导线设置于导电筒的内腔，导线和导电筒为电性连接，导线的后端延伸出位于后侧的绝缘筒的内腔；第二支撑杆的前后两端分别设置于绝缘外壳的内腔前后两侧右端；连接柱的数量为两个，两个连接柱的一端分别通过轴承可转动的设置于第二支撑杆的外壁前后两侧；蜗轮的数量为两个，两个蜗轮分别设置于两个连接柱的内侧，蜗轮通过轴承可转动的套接于第二支撑杆的外壁；蜗杆的数量为两个，两个蜗杆分别通过轴承可转动的设置于绝缘外壳的顶端前后两侧，蜗杆的底端延伸进绝缘外壳的内腔，蜗杆和蜗轮相啮合；导电杆的数量为若干个，若干导电杆分别沿前后方向等距的通过轴承可转动的设置于第二支撑杆的外壁，导电杆的底端延伸出绝缘外壳的底端；塑料滚球可转动的设置于导电杆的底端，塑料滚球的位置和支撑辊的位置相对应；警示灯设置于导电杆的外壁右侧，警示灯和导电杆为电性连接；扬声器设置于导电杆的外壁右侧，扬声器和导电杆为电性连接。

9、优选的，塑料滚球的底端和第一加热辊的外壁底端处于同一水平线。

10、优选的，移动槽的圆心和若干沿周向开设的卡槽的圆心为遮挡板和绝缘外壳销轴连接位置。

11、本发明还提出了一种氢燃料电池膜制备方法，该方法应用在氢燃料电池膜制备装置中，具体包括以下步骤：

12、步骤一、启动第一电机、第一加热辊和第二加热辊，利用第一电机带动第二加热辊进行旋转，第二加热辊旋转带动第一齿轮进行旋转，第一齿轮旋转促使第二齿轮通过第一连接杆带动第二链轮进行与第一齿轮相反方向旋转，从而利用第二链轮通过链条和第三链轮带动第一链轮进行旋转，进而利用第一链轮带动第一加热辊与做第二加热辊相反方向旋转，利用导线为导电筒通电，根据电池膜允许存在的误差值来旋转两个遮挡板，遮挡板旋转利用卡槽挤压卡球向遮挡板的内腔进行移动，并挤压第二弹簧发生弹性形变，直至遮挡板根据刻度线旋转至适宜位置，在第二弹簧的弹力作用下挤压卡球移动至当前与其位置相对应的卡槽的内腔，利用遮挡板对绝缘筒进行遮挡，旋转蜗杆，同步旋转两个蜗杆旋转促使蜗轮带动连接柱进行旋转，从而利用连接柱带动绝缘筒和导电筒进行旋转，直至绝缘筒和遮挡板相接触，将电池膜制备使用的物料通过压延机的顶端倒入压延机的内腔，并利用压延机对物料进行挤压成型，并利用第一加热辊和第二加热辊之间的配合对电池膜进行加热挤压，对电池膜加热挤压减少材料的内部应力并促进分子重排和结构稳定，从而减少电池膜的回弹率；

13、步骤二、待对电池膜挤压结束后，利用检测机构对电池膜进行厚度检测，由于塑料滚球的底端和第一加热辊的底端处于同一水平线，进而当电池膜移动过塑料滚球时，如电池膜出现回弹现象，电池膜会推动塑料滚球进行旋转，并带动导电杆以第二支撑杆为圆心进行旋转，如电池膜回弹值超过设定值，会促使导电杆和导电筒接触，进而为扬声器和警示灯供电，利用扬声器和警示灯发出警报，从而提醒工作人员，便于工作人员进行产品调整，避免不合格的电池膜流入市场；

14、步骤三、如需调节电池膜的压延厚度，启动第二电机，利用第二电机带动螺杆进行旋转，螺杆旋转所产生的旋转力促使支撑板带动第一加热辊、绝缘外壳和第一支撑杆向上或者向下移动，第一加热辊向上移动时，利用链条拉动第三链轮通过第二连接杆带动拉伸块向右侧移动，并拉伸第一弹簧发生弹性形变，从而调节电池膜的压延厚度，第一支撑杆移动促使第一限位齿轮带动第一旋转杆进行旋转，第二限位齿轮带动第二旋转杆进行旋转，利用第一限位齿轮、第一旋转杆和第一支撑杆之间的配合促使支撑板进行稳定移动，保证其左右两侧始终处于水平状态，进而保证第一加热辊的底端和塑料滚球的底端始终处于水平转台，利用第二限位齿轮、第二旋转杆和第一支撑杆之间的配合促使第一加热辊的前后两侧和绝缘外壳的前后两侧移动时的稳定性，从而保证始终处于水平状态，防止检测时，出现误差。

15、本发明提出的一种氢燃料电池膜制备装置及制备方法，有益效果在于：

16、1、本发明利用压延机对电池膜进行压延，并利用第一加热辊和第二加热辊之间的配合可以对电池膜进行加热压延，从而降低电池膜的回弹率。

17、2、本发明利用塑料滚球和导电杆之间的配合可以对电池膜的厚度进行检测，如电池膜的厚度超过允许的误差值，会促使导电杆和导电筒接触，利用导线、导电筒和导电杆之间的配合可以对扬声器和警示灯进行供电，进而促使发出警报，提醒工作人员。

18、3、本发明利用第二电机和螺杆之间的配合可以促使第一加热辊和绝缘外壳上下移动，进而调节电池膜的压延角度，利用第一限位齿轮、第一旋转杆、第二限位齿轮、第二旋转杆和第一支撑杆之间的配合可以促使一加热辊和绝缘外壳移动的稳定性，避免检测出现误差。

19、4、本装置在进行使用时，可以有效的降低电池膜的回弹率，保持电池膜较为稳定的厚度，并且本装置可以及时监测电池膜的厚度，从而实现对薄膜厚度的有效控制，防止不良品流入市场。

技术特征：

1.一种氢燃料电池膜制备装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池膜制备装置，其特征在于，所述氢燃料电池膜制备装置还包括：

3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池膜制备装置，其特征在于，所述压延机（1）的内腔右端通过轴承可转动的设置有支撑辊（23），所述电池膜（11）和支撑辊（23）的外壁相接触，所述支撑辊（23）的顶端和第二加热辊（13）的顶端处于同一水平线。

4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池膜制备装置，其特征在于，所述调节机构（6）包括：

5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池膜制备装置，其特征在于，所述调节机构（6）还包括：

6.根据权利要求5所述的一种氢燃料电池膜制备装置，其特征在于，所述检测机构（7）包括：

7.根据权利要求6所述的一种氢燃料电池膜制备装置，其特征在于，所述检测机构（7）包括：

8.根据权利要求7所述的一种氢燃料电池膜制备装置，其特征在于，所述塑料滚球（716）的底端和第一加热辊（12）的外壁底端处于同一水平线。

9.根据权利要求8所述的一种氢燃料电池膜制备装置，其特征在于，所述移动槽（72）的圆心和若干沿周向开设的卡槽（73）的圆心为遮挡板（75）和绝缘外壳（71）销轴连接位置。

10.一种氢燃料电池膜制备方法，其应用于如权利要求9所述的一种氢燃料电池膜制备装置中，具体包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及电池膜制备技术领域，具体公开了一种氢燃料电池膜制备装置及制备方法，包括：压延机，压延机的前侧左端沿左右方向开设有与其内腔相连通的滑槽；导杆的数量为两个，两个导杆的左右两端分别设置于滑槽的内腔左右两侧上下两端；拉伸块可滑动的相适配插接于滑槽的内腔，拉伸块可滑动的套接于导杆的外壁；第一弹簧套接于导杆的外壁，第一弹簧的一端卡接于滑槽的内腔左侧，第一弹簧的另一端卡接于拉伸块的右侧；调节机构设置于压延机的右侧。本装置在进行使用时，可以有效的降低电池膜的回弹率，保持电池膜较为稳定的厚度，并且本装置可以及时监测电池膜的厚度，从而实现对薄膜厚度的有效控制，防止不良品流入市场。

技术研发人员：雷浩,赵麒麟,田丙纶,王飞,田文筱,韩兵,唐为东,高东青
受保护的技术使用者：协氢（上海）新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5