一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置及其方法转让专利

申请号 : CN202211034564.8

文献号 : CN115275247B

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发明人 : 吕琛钟成林虞海亮王大伟

申请人 : 山东华通新材料科技有限公司

摘要 :

本发明公开了一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,包括机体,所述机体的两侧对称设置有辅助箱体,所述机体和两个辅助箱体均连通,所述机体内设置有第一滑轨,所述辅助箱体内设置有第二滑轨,两个所述辅助箱体内均设置有反应机构,所述反应机构包括底座,所述底座滑动安装在第一滑轨和第二滑轨上,所述底座上转动连接有转盘,所述转盘上固定安装有支撑柱。本装置在其中一个辅助箱体内进行金属双极板的镀膜,则机体内处于空闲状态,可将另一个辅助箱体内的底座移动至机体内重复步骤S1‑S4的操作,则在制作的而过程中可至少同时交替的进行金属双极板的镀膜,实现双线工作,从而提高工作效率。

权利要求 :

1.一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,包括机体(1),其特征在于,所述机体(1)的两侧对称设置有辅助箱体(2),所述机体(1)和两个辅助箱体(2)均连通,所述机体(1)内设置有第一滑轨(3),所述辅助箱体(2)内设置有第二滑轨(4),两个所述辅助箱体(2)内均设置有反应机构,所述反应机构包括底座(5),所述底座(5)滑动安装在第一滑轨(3)和第二滑轨(4)上,所述底座(5)上转动连接有转盘(6),所述转盘(6)上固定安装有支撑柱(9),所述支撑柱(9)上安装有多个放置架(8),所述放置架(8)用于悬挂电池的金属双极板;

所述底座(5)的底部安装有驱动机构,所述底座(5)通过驱动机构在第一滑轨(3)上移动,所述辅助箱体(2)的内壁上设置有滑槽(13),所述滑槽(13)设置在靠近机体(1)的一端,所述滑槽(13)上滑动插设有隔离板(17),所述辅助箱体(2)上安装有升降机构,所述隔离板(17)通过升降机构在滑槽(13)上移动;

所述机体(1)的一侧内壁上设置有多个加热管(10),所述加热管(10)用于对机体(1)内部进行加热,所述机体(1)的一端安装连接有多个第一气管(11),所述辅助箱体(2)的一侧安装连接有多个第二气管(12)。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,其特征在于,所述机体(1)和辅助箱体(2)连接处设置有密封条(18),所述隔离板(17)滑动穿过密封条(18),所述升降机构包括第一电机(14)和螺纹杆(15),所述第一电机(14)的驱动端与螺纹杆(15)固定连接,所述隔离板(17)的上端连接有U型轴(16),所述螺纹杆(15)螺纹穿过U型轴(16)。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,其特征在于,所述底座(5)上转动安装有转轮(7),所述转轮(7)与转盘(6)接触且边缘相抵,所述底座(5)的底部安装有第二电机(20),所述第二电机(20)的驱动端与转轮(7)的一侧固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,其特征在于,所述放置架(8)包括扇形架(29),所述扇形架(29)上开设有多个插槽,所述插槽上插设有插条(31),所述插条(31)上固定连接有多个横轴(30),所述金属双极板依次悬挂在横轴(30)上。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,其特征在于,所述底座(5)的底部对称固定安装有滑条(19),两个所述滑条(19)分别与第一滑轨(3)滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,其特征在于,两个所述滑条(19)之间固定连接有连接板(21),两个所述连接板(21)上通过转轴转动连接有多个滚轮(22),所述滚轮(22)与第一滑轨(3)相抵,所述驱动机构与滚轮(22)连接。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,其特征在于,所述驱动机构包括两个相互啮合的齿轮(24),所述齿轮(24)转动安装在底座(5)的底部,两个所述齿轮(24)的一侧均套接有第一皮带(23),每一个所述第一皮带(23)与一侧的两个滚轮(22)一侧的转轴套接,其中一个所述齿轮(24)的另一侧固定连接有皮带轴(28),所述底座(5)的底部还固定安装有第三电机(25),所述第三电机(25)的驱动端固定连接有驱动轴(26),所述驱动轴(26)与皮带轴(28)之间套接有第二皮带(27)。

8.根据权利要求1‑7任意一项所述的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:将需要镀上防腐涂层的金属双极板浸泡在超声清洗设备中,对金属双极板的表面进行超声清洗,清洗过后放置在干燥箱中对其表面进行干燥,干燥温度为90℃;

S2:干燥后的金属双极片的边缘通过夹具进行夹持,通过夹具将金属双极片依次悬挂在横轴(30)上,关闭的机体(1)的柜门,首先通过其中一个第一气管(11)将机体(1)内抽成真空状态,再对加热管(10)通电,对机体(1)内进行加热,保持机体(1)内处于200‑300℃,然后通过另一个第一气管(11)向机体(1)内通入氩气,启动内部的部件,对金属双极板的表面进行离子溅射,为了使得溅射更加均匀,第二电机(20)通过驱动端带动转轮(7)转动,转轮(7)与转盘(6)接触,从而随着转盘(6)的转动会带动放置架(8)转动,则被悬挂的金属双极板将会缓慢的转动,持续时间为20‑35min,持续通入氩气,直至自愈合沉积层完成;

S3:通过其中一个第二气管(12)将一侧的辅助箱体(2)抽成真空状态,启动升降机构,第一电机(14)通过驱动端定螺纹杆(15)转动,随着螺纹杆(15)的转动,U型轴(16)将会带动隔离板(17)上下移动,从而隔离板(17)向上移动,使得机体(1)和辅助箱体(2)连通起来,再启动驱动机构,第三电机(25)通过带动驱动轴(26)转动,驱动轴(26)通过第二皮带(27)带动皮带轴(28)转动,皮带轴(28)带动其中一个齿轮(24)转动,啮合的两个齿轮(24)将会转动,齿轮(24)通过第一皮带(23)带动相应的滚轮(22)转动,随着滚轮(22)的转动,底座(5)将会从第一滑轨(3)上移动至第二滑轨(4)内,再启动升降机构将隔离板(17)放下隔开机体(1)和辅助箱体(2)的空间;

S4:通过另一个第二气管(12)向辅助箱体(2)内通入氦气进行超耐蚀层沉积,同时向辅助箱体(2)通入氩气和氧气持续30‑60min,然后关闭氧气更换通入氮气持续30‑60min,最后关闭氮气只通入氩气持续30‑60min,其中钨合金靶材始终处于开启状态,且设定为50‑

120A;

S5:在其中一个辅助箱体(2)内进行金属双极板的镀膜,则机体(1)内处于空闲状态,可将另一个辅助箱体(2)内的底座(5)移动至机体(1)内重复步骤S1‑S4的操作。

说明书 :

一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置及其方法

技术领域

[0001] 本发明属于电池双极板制作技术技术领域,尤其涉及一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置及其方法。

背景技术

[0002] 燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高;另外,燃料电池用燃料和氧气作为原料,同时没有机械传动部件,故排放出的有害气体极少,使用寿命长。
[0003] 燃料电池中金属双极板在生产制作的过程中,需要在其表面镀上防腐涂层,从而保证使用过程的安全,以及提高使用寿命,一般使用镀膜机对金属双极板的表面进行涂层添加,但是现有的技术和设备都只能单线进行镀膜,这就使得镀膜的制备效率较低。

发明内容

[0004] 基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置及其方法。
[0005] 本发明提出的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,包括机体,所述机体的两侧对称设置有辅助箱体,所述机体和两个辅助箱体均连通,所述机体内设置有第一滑轨,所述辅助箱体内设置有第二滑轨,两个所述辅助箱体内均设置有反应机构,所述反应机构包括底座,所述底座滑动安装在第一滑轨和第二滑轨上,所述底座上转动连接有转盘,所述转盘上固定安装有支撑柱,所述支撑柱上安装有多个放置架,所述放置架用于悬挂电池的金属双极板;
[0006] 所述底座的底部安装有驱动机构,所述底座通过驱动机构在第一滑轨上移动,所述辅助箱体的内壁上设置有滑槽,所述滑槽设置在靠近机体的一端,所述滑槽上滑动插设有隔离板,所述辅助箱体上安装有升降机构,所述隔离板通过升降机构在滑槽上移动;
[0007] 所述机体的一侧内壁上设置有多个加热管,所述加热管用于对机体内部进行加热,所述机体的一端安装连接有多个第一气管,所述辅助箱体的一侧安装连接有多个第二气管。
[0008] 优选地,所述机体和辅助箱体连接处设置有密封条,所述隔离板滑动穿过密封条,所述升降机构包括第一电机和螺纹杆,所述第一电机的驱动端与螺纹杆固定连接,所述隔离板的上端连接有U型轴,所述螺纹杆螺纹穿过U型轴。
[0009] 优选地,所述底座上转动安装有转轮,所述转轮与转盘接触且边缘相抵,所述底座的底部安装有第二电机,所述第二电机的驱动端与转轮的一侧固定连接。
[0010] 优选地,所述放置架包括扇形架,所述扇形架上开设有多个插槽,所述插槽上插设有插条,所述插条上固定连接有多个横轴,所述金属双极板依次悬挂在横轴上。
[0011] 优选地,所述底座的底部对称固定安装有滑条,两个所述滑条分别与第一滑轨滑动连接。
[0012] 优选地,两个所述滑条之间固定连接有连接板,两个所述连接板上通过转轴转动连接有多个滚轮,所述滚轮与第一滑轨相抵,所述驱动机构与滚轮连接。
[0013] 优选地,所述驱动机构包括两个相互啮合的齿轮,所述齿轮转动安装在底座的底部,两个所述齿轮的一侧均套接有第一皮带,每一个所述第一皮带与一侧的两个滚轮一侧的转轴套接,其中一个所述齿轮的另一侧固定连接有皮带轴,所述底座的底部还固定安装有第三电机,所述第三电机的驱动端固定连接有驱动轴,所述驱动轴与皮带轴之间套接有第二皮带。
[0014] 一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备方法,包括以下步骤:
[0015] S1:将需要镀上防腐涂层的金属双极板浸泡在超声清洗设备中,对金属双极板的表面进行超声清洗,清洗过后放置在干燥箱中对其表面进行干燥,干燥温度为90℃;
[0016] S2:干燥后的金属双极片的边缘通过夹具进行夹持,通过夹具将金属双极片依次悬挂在横轴上,关闭的机体的柜门,首先通过其中一个第一气管将机体内抽成真空状态,再对加热管通电,对机体内进行加热,保持机体内处于200‑300℃,然后通过另一个第一气管向机体内通入氩气,启动内部的部件,对金属双极板的表面进行离子溅射,为了使得溅射更加均匀,第二电机通过驱动端带动转轮转动,转轮与转盘接触,从而随着转盘的转动会带动放置架转动,则被悬挂的金属双极板将会缓慢的转动,持续时间为20‑35min,持续通入氩气,直至自愈合沉积层完成;
[0017] S3:通过其中一个第二气管将一侧的辅助箱体抽成真空状态,启动升降机构,第一电机通过驱动端定螺纹杆转动,随着螺纹杆的转动,U型轴将会带动隔离板上下移动,从而隔离板向上移动,使得机体和辅助箱体连通起来,再启动驱动机构,第三电机通过带动驱动轴转动,驱动轴通过第二皮带带动皮带轴转动,皮带轴带动其中一个齿轮转动,啮合的两个齿轮将会转动,齿轮通过第一皮带带动相应的滚轮转动,随着滚轮的转动,底座将会从第一滑轨上移动至第二滑轨内,再启动升降机构将隔离板放下隔开机体和辅助箱体的空间;
[0018] S4:通过另一个第二气管向辅助箱体内通入氦气进行超耐蚀层沉积,同时向辅助箱体通入氩气和氧气持续30‑60min,然后关闭氧气更换通入氮气持续30‑60min,最后关闭氮气只通入氩气持续30‑60min,其中钨合金靶材始终处于开启状态,且设定为50‑120A;
[0019] S5:在其中一个辅助箱体内进行金属双极板的镀膜,则机体内处于空闲状态,可将另一个辅助箱体内的底座移动至机体内重复S1‑S4的操作,则在制作的而过程中可至少同时交替的进行金属双极板的镀膜,实现双线工作,从而提高工作效率。
[0020] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0021] 1、在对双极板的表面进行镀膜的时候,为了使得反应物充分与双极板的表面接触,第二电机通过驱动端带动转轮转动,转轮与转盘的边缘接触,在摩擦力的作用下,通过转轮带动转盘转动,从而随着放置架转动,可以更好的对金属双极板的表面进行镀膜;
[0022] 2、在其中一个辅助箱体内进行金属双极板的镀膜,则机体内处于空闲状态,可将另一个辅助箱体内的底座移动至机体内重复步骤S1‑S4的操作,则在制作的而过程中可至少同时交替的进行金属双极板的镀膜,实现双线工作,从而提高工作效率。

附图说明

[0023] 图1为本发明提出的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置的立体示意图;
[0024] 图2为本发明提出的一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置的俯视示意图;
[0025] 图3为驱动机构的结构示意图;
[0026] 图4为放置架的结构示意图。
[0027] 图中:1机体、2辅助箱体、3第一滑轨、4第二滑轨、5底座、6转盘、7转轮、8放置架、9支撑柱、10加热管、11第一气管、12第二气管、13滑槽、14第一电机、15螺纹杆、16U型轴、17隔离板、18密封条、19滑条、20第二电机、21连接板、22滚轮、23第一皮带、24齿轮、25第三电机、26驱动轴、27第二皮带、28皮带轴、29扇形架、30横轴、31插条。

具体实施方式

[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0029] 参照图1‑4,一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备装置,包括机体1,机体1的两侧对称设置有辅助箱体2,机体1和两个辅助箱体2均连通,机体1内设置有第一滑轨3,辅助箱体2内设置有第二滑轨4,两个辅助箱体2内均设置有反应机构,反应机构包括底座5,底座5滑动安装在第一滑轨3和第二滑轨4上,底座5上转动连接有转盘6,转盘6上固定安装有支撑柱9,支撑柱9上安装有多个放置架8,放置架8用于悬挂电池的金属双极板;
[0030] 底座5的底部安装有驱动机构,底座5通过驱动机构在第一滑轨3上移动,辅助箱体2的内壁上设置有滑槽13,滑槽13设置在靠近机体1的一端,滑槽13上滑动插设有隔离板17,辅助箱体2上安装有升降机构,隔离板17通过升降机构在滑槽13上移动;
[0031] 机体1的一侧内壁上设置有多个加热管10,加热管10用于对机体1内部进行加热,机体1的一端安装连接有多个第一气管11,辅助箱体2的一侧安装连接有多个第二气管12。
[0032] 机体1和辅助箱体2连接处设置有密封条18,隔离板17滑动穿过密封条18,升降机构包括第一电机14和螺纹杆15,第一电机14的驱动端与螺纹杆15固定连接,隔离板17的上端连接有U型轴16,螺纹杆15螺纹穿过U型轴16。当需要将机体1和辅助箱体2隔开封闭起来的时候,第一电机14通过驱动端带动螺纹杆15转动,随着螺纹杆15的转动,被隔离板17限制了角度的U型轴16将会上下移动,从而通过U型轴16带动隔离板17移动,从而隔离板17可以将机体1和辅助箱体2隔成两个空间。
[0033] 底座5上转动安装有转轮7,转轮7与转盘6接触且边缘相抵,底座5的底部安装有第二电机20,第二电机20的驱动端与转轮7的一侧固定连接。在对双极板的表面进行镀膜的时候,为了使得反应物充分与双极板的表面接触,第二电机20通过驱动端带动转轮7转动,转轮7与转盘6的边缘接触,在摩擦力的作用下,通过转轮7带动转盘6转动,从而随着放置架8转动,可以更好的对金属双极板的表面进行镀膜。
[0034] 放置架8包括扇形架29,扇形架29上开设有多个插槽,插槽上插设有插条31,插条31上固定连接有多个横轴30,金属双极板依次悬挂在横轴30上。通过外设的夹具将金属金属板依次悬挂在横轴30,在支撑柱9上安装有多个放置架8,每个放置架8均包含有多个横轴
30,从而可以悬挂多个金属双极板。
[0035] 底座5的底部对称固定安装有滑条19,两个滑条19分别与第一滑轨3滑动连接。在底座5的底部设置滑条19,当底座5在第一滑轨3上滑动时候,从第一滑轨3跨越到第二滑轨4上的时候,滑条19能够保证较好的支撑作用,从而能够顺利的从第一滑轨3上移动第二滑轨4内,从而将整个底座5从机体1内移动至辅助箱体2内,继而可以对机体1内的气体进行较好的更替。
[0036] 两个滑条19之间固定连接有连接板21,两个连接板21上通过转轴转动连接有多个滚轮22,滚轮22与第一滑轨3相抵,驱动机构与滚轮22连接。启动驱动机构,驱动机构驱动各个滚轮22转动,从而滚轮22带动底座5在第一滑轨3上来回移动。
[0037] 驱动机构包括两个相互啮合的齿轮24,齿轮24转动安装在底座5的底部,两个齿轮24的一侧均套接有第一皮带23,每一个第一皮带23与一侧的两个滚轮22一侧的转轴套接,其中一个齿轮24的另一侧固定连接有皮带轴28,底座5的底部还固定安装有第三电机25,第三电机25的驱动端固定连接有驱动轴26,驱动轴26与皮带轴28之间套接有第二皮带27。则当启动驱动机构的时候,第三电机25通过驱动端带动驱动轴26转动,驱动轴26通过齿轮24带动皮带轴28转动,当一个皮带轴28转动,另一个啮合的皮带轴28将会转动,两个皮带轴28转动的时候会带动相应的第一皮带23转动,从而第一皮带23带动套接的转轴转动,则转动带动滚轮22转动,继而使得底座5在第一滑轨3上的移动效果。
[0038] 参照图1‑4,一种燃料电池金属双极板表面防腐涂层的制备方法,包括以下步骤:
[0039] S1:将需要镀上防腐涂层的金属双极板浸泡在超声清洗设备中,对金属双极板的表面进行超声清洗,清洗过后放置在干燥箱中对其表面进行干燥,干燥温度为90℃;
[0040] S2:干燥后的金属双极片的边缘通过夹具进行夹持,通过夹具将金属双极片依次悬挂在横轴30上,关闭的机体1的柜门,首先通过其中一个第一气管11将机体1内抽成真空状态,再对加热管10通电,对机体1内进行加热,保持机体1内处于200‑300℃,然后通过另一个第一气管11向机体1内通入氩气,启动内部的部件,对金属双极板的表面进行离子溅射,为了使得溅射更加均匀,第二电机20通过驱动端带动转轮7转动,转轮7与转盘6接触,从而随着转盘6的转动会带动放置架8转动,则被悬挂的金属双极板将会缓慢的转动,持续时间为20‑35min,持续通入氩气,直至自愈合沉积层完成;
[0041] S3:通过其中一个第二气管12将一侧的辅助箱体2抽成真空状态,启动升降机构,第一电机14通过驱动端定螺纹杆15转动,随着螺纹杆15的转动,U型轴16将会带动隔离板17上下移动,从而隔离板17向上移动,使得机体1和辅助箱体2连通起来,再启动驱动机构,第三电机25通过带动驱动轴26转动,驱动轴26通过第二皮带27带动皮带轴28转动,皮带轴28带动其中一个齿轮24转动,啮合的两个齿轮24将会转动,齿轮24通过第一皮带23带动相应的滚轮22转动,随着滚轮22的转动,底座5将会从第一滑轨3上移动至第二滑轨4内,再启动升降机构将隔离板17放下隔开机体1和辅助箱体2的空间;
[0042] S4:通过另一个第二气管12向辅助箱体2内通入氦气进行超耐蚀层沉积,同时向辅助箱体2通入氩气和氧气持续30‑60min,然后关闭氧气更换通入氮气持续30‑60min,最后关闭氮气只通入氩气持续30‑60min,其中钨合金靶材始终处于开启状态,且设定为50‑120A;
[0043] S5:在其中一个辅助箱体2内进行金属双极板的镀膜,则机体1内处于空闲状态,可将另一个辅助箱体2内的底座5移动至机体1内重复步骤S1‑S4的操作,则在制作的而过程中可至少同时交替的进行金属双极板的镀膜,实现双线工作,从而提高工作效率。
[0044] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。