一种多层金属箔生产设备的制作方法

本发明涉及质子交换膜生产设备，具体涉及一种多层金属箔生产设备。

背景技术：

1、质子交换膜(proton exchange membrane，pem)是质子交换膜燃料电池膜电极的核心部件，其性能好坏对整个发电系统的运行起着至关重要的作用。质子交换膜不仅具有阻隔作用，还具有传导质子的作用。目前普遍采用的质子交换膜材料是全氟磺酸树脂薄膜。这类材料具有优良的质子传导率、耐热性能、力学性能、电化学性能以及化学稳定性能。

2、到目前为止，由全氟磺酸树脂制备的全氟磺酸质子交换膜是综合性能最好的固体电解质。全氟磺酸质子膜的生产方法主要有三种方法：熔融挤出流延法、溶液浇铸法以及溶液流延法。

3、其中，溶液流延法制备全氟磺酸质子膜是通过在钢带流延机的钢带上涂布全氟磺酸溶液，经过钢带运送至烘干机构烘干后收卷。普通的钢带流延机使用的钢带形变量大且厚度不均匀，一方面，制备的全氟磺酸质子膜不均匀，导致性能不稳定；另一方面，普通的钢带流延机在使用一段时间后，导致钢带的形变量加大，不适合再用于生产，需要频繁更换钢带，生产成本高。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服目前的质子交换膜生产设备所制备的质子交换膜性能不稳定的缺陷，从而提供一种多层金属箔生产设备。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种多层金属箔生产设备，包括：

4、放卷单元组，包括至少一对放卷单元；

5、涂布单元组，包括至少一对涂布单元，每一所述涂布单元分别与一所述放卷单元的出料端相对应并用于对经所述放卷单元释放的金属箔进行涂布；

6、烘干单元组，包括至少一对位于两侧的烘干单元，每一所述烘干单元分别与一所述涂布单元的出料端相对应并用于对经所述涂布单元涂布的金属箔进行烘干；

7、中间膜放卷单元，用于释放中间膜；

8、复合单元组，包括至少一个复合单元，所述复合单元设置在烘干单元的出料端位置，所述复合单元用于将经一侧所述烘干单元烘干的金属箔、经中间膜放卷单元释放的中间膜以及经另一侧所述烘干单元烘干的金属箔压合为金属箔复合层；

9、收卷单元，设置在所述复合单元组的出料端位置，所述收卷单元与所述复合单元组输出的金属箔复合层连接并用于收取金属箔复合层；

10、运送装置，包括至少一对运送单元，所述运送单元设置在所述烘干单元与所述复合单元之间；

11、张力检测单元，设置在所述放卷单元与所述涂布单元之间和/或所述涂布单元与所述烘干单元之间和/或所述运送单元与所述复合单元之间；

12、控制器，用于接收所述张力检测单元的检测信息，并基于所述检测信息对所述运送装置或所述放卷单元组的转速进行控制，以使进入所述复合单元的金属箔的速度一致。

13、进一步优化技术方案，所述运送单元包括：

14、主动辊，其上套设有金属箔；

15、主动辊驱动器，与所述主动辊连接，所述主动辊驱动器的受控端连接于所述控制器的输出端。

16、进一步优化技术方案，所述主动辊为真空吸附辊或胶辊。

17、进一步优化技术方案，所述运送单元还包括：

18、第一纠偏器，与主动辊连接，所述第一纠偏器的受控端连接于所述控制器的输出端，所述第一纠偏器用于对所述主动辊上的金属箔进行位置纠偏。

19、进一步优化技术方案，所述张力检测单元包括：

20、张力辊，设置在所述放卷单元与所述涂布单元之间和/或所述涂布单元与所述烘干单元之间和/或所述运送单元与所述复合单元之间；

21、张力检测传感器，设置在所述张力辊上，所述张力检测传感器的信号输出端连接于所述控制器的信号输入端。

22、进一步优化技术方案，所述放卷单元、所述涂布单元和所述烘干单元设置有多对，所述复合单元设置有多个；

23、所述复合单元上设置有压合点，多层所述金属箔经所述压合点压合后形成所述金属箔复合层，各所述复合单元上的压合点处于同一直线上。

24、进一步优化技术方案，所述复合单元包括热辊和复合压辊，所述热辊和所述复合压辊之间的间距能够调节；

25、位于首个复合单元下方的其余复合单元中的热辊外部包覆有柔性材料层。

26、进一步优化技术方案，所述多层金属箔生产设备还包括：

27、保护膜放卷单元，用于释放保护膜；

28、保护膜复合单元，设置在所述复合单元组与所述收卷单元之间，所述保护膜复合单元用于将保护膜与从所述复合单元组输出的金属箔复合层进行复合。

29、进一步优化技术方案，所述保护膜复合单元与所述复合单元组处于同一直线上；

30、或所述保护膜复合单元与所述复合单元组之间形成夹角。

31、进一步优化技术方案，所述放卷单元包括：

32、放卷辊，与放卷辊驱动器连接；

33、接片台，设置在放卷辊的出料端位置，其两侧设置有承接辊；

34、第二纠偏器，设置在所述承接辊上，用于对所述承接辊上的金属箔进行位置纠偏。

35、进一步优化技术方案，所述收卷单元包括：

36、收卷辊，与收卷辊驱动器连接；

37、收卷挤压机构，与所述收卷辊上的金属箔复合层相接触并能够对金属箔复合层进行挤压。

38、进一步优化技术方案，所述收卷挤压机构包括：

39、第一驱动件，具有伸缩端；

40、压块，与所述第一驱动件的伸缩端连接；

41、第一过辊，转动设置在所述压块上；

42、挤压辊，与所述第一过辊之间通过连接板连接；

43、第二驱动件，具有伸缩端，所述第二驱动件的伸缩端与所述连接板铰接。

44、进一步优化技术方案，所述涂布单元包括：

45、压辊，同轴连接有压辊驱动件，所述压辊的底端绕设有金属箔；

46、压辊调整机构，与所述压辊连接，用于对压辊的位置进行调节；

47、微凹辊涂布组件，设置在所述压辊的正下方，用于将浆料涂布至绕设在所述压辊底部的金属箔上；

48、微凹辊涂布组件调节机构，与所述微凹辊涂布组件连接，用于对所述微凹辊涂布组件的位置进行调节。

49、进一步优化技术方案，所述多层金属箔生产设备还包括：

50、箱体，内部依次分设为第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体和第五腔体；每对所述放卷单元中的一个放卷单元设置在所述第一腔体内，每对所述放卷单元中的另一个放卷单元设置在所述第五腔体内，每对所述涂布单元中的一个涂布单元设置在所述第一腔体内，每对所述涂布单元中的另一个涂布单元设置在所述第一腔体内，每对所述烘干单元中的一个所述烘干单元设置在所述第二腔体内，每对所述烘干单元中的另一个所述烘干单元设置在所述第四腔体内，所述复合单元组设置在所述第三腔体内。

51、本发明技术方案，具有如下优点：

52、1.本发明提供的一种多层金属箔生产设备，通过张力检测单元对待复合的金属箔进行实时地张力检测，对运送单元或放卷单元的转速调控来对金属箔进行张力调控，使进入到复合单元的两侧金属箔张力一致，保持速度一致，使进行复合的两侧金属箔不会发生形变，进而能够保证所制备的多层金属箔厚度的均匀性，使所制备的多层金属箔的内应力小，形变量小，用该多层金属箔制备的质子交换膜质地均匀，性能稳定，耐久性好，生产成本低。

53、2.本发明提供的一种多层金属箔生产设备，运送单元的主动辊为真空吸附辊，设置的真空吸附辊能够对金属箔进行吸附，进而在真空吸附辊转动时能够带动金属箔转动，且金属箔被吸附后，有张力隔断的作用。

54、3.本发明提供的一种多层金属箔生产设备，运送单元的主动辊为胶辊，胶辊能够吸收张力，同时防止金属箔打滑，相对真空吸附辊制作成本低。

55、4.本发明提供的一种多层金属箔生产设备，多层金属箔经压合点压合后形成金属箔复合层，各复合单元上的压合点处于同一直线上，当两侧的金属箔进行压合时，复合单元能够与两侧的金属箔进行充分接触，将金属箔之间的气泡有效排出，进而来保证复合后金属箔的质量。同时，这样的排布方式也能保持压合前后金属箔速度不变。

56、5.本发明提供的一种多层金属箔生产设备，在收卷辊走带的上方，通过第二驱动件带动一挤压辊压在上方，防止在换卷裁切的时候，出现翘曲现象。

57、6.本发明提供的一种多层金属箔生产设备，当复合单元设置有多个时，位于首个复合单元下方的其余复合单元中的热辊外部包覆有柔性材料层，在设置更大的压力下，有利于排泡压合，提高压合质量，同时减少对复合金属箔的损伤。