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超声波喷涂设备精密控膜赋能燃料电池膜材料工艺开发

时间:2025-07-09     【原创】

  桌面型超声波精密喷涂机


  产品简介


  超声波喷涂仪是一款专为高精度涂布工艺开发的自动化设备,适用于质子交换膜等高性能膜材料的喷涂工艺,该设备

搭载PLC控制系统与触控式人机界面,操作简便,可储存多达20组路径数据,适应多种工艺需求。采用高精密伺服电机,结

合S型路径与多层次偏移喷涂技术,有效保证稳定均匀的涂布效果。

  超声波喷涂技术在燃料电池膜电极(MEA)制备中的精密控膜能力,是推动高性能、低成本燃料电池产业化的核心技术突

破。以下从技术原理、工艺优势、应用场景及设备选型要点等维度,为您深度解析其如何赋能膜材料工艺开发:


  一、技术核心:超声波喷涂如何实现“精密控膜”


  微米级雾化控制


  超声波高频振动(20kHz-180kHz)将浆料“撕裂”成粒径5~50μm的均匀雾滴(传统气助喷涂为50~100μm),避免大

颗粒堆积或喷涂不均。


  关键影响:雾滴尺寸直接影响催化剂层(CL)的孔隙率与厚度均匀性,决定质子/气体传输效率。


  非接触式沉积


  喷头与基底距离可控(通常2~10cm),避免刮涂工艺对脆性质子交换膜(PEM)的机械损伤。


  应用场景:超薄增强型PEM(≤10μm)的直接涂覆,降低界面接触电阻。


  聚拢型气流辅助设计


  通过环形气体鞘流(SheathGas)约束雾化锥角,形成聚焦雾柱(发散角<15°),实现:


  边缘清晰的图案化喷涂(活性区精确界定)


  材料利用率>90%(传统喷涂≤40%)


  减少贵金属催化剂(Pt)过喷浪费


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  核心技术优势


  1.喷涂面积可达200mm×200mm,适用多种规格基材。


  2.具备多种喷涂模式,可实现微调、连续和间歇喷涂方式。


  3.采用面式加热与抽气一体化平台,优化质子交换膜涂布品质。


  4.喷涂精度达±1mm,速度可达200mm/s,Y/Z轴负载能力强。


  产品应用


  广泛应用于燃料电池质子交换膜(PEM)制造、电子材料涂布、柔性传感器生产、高性能薄膜材料的精密喷涂

工艺等领域。


  超声波喷涂设备通过精准雾化控制+聚拢定向沉积+智能过程闭环,已成为燃料电池膜电极制造的“黄金标准”。

在开发低铂、长寿命、高功率密度膜电极的进程中,掌握该技术的工艺窗口优化(特别是浆料流变学调控与干燥动力学匹配),

将直接决定研发效率和产业化速度。

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