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KR101719695B1 - 막-전극 조립체 생산 라인 - Google Patents

막-전극 조립체 생산 라인 Download PDF

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KR101719695B1
KR101719695B1 KR1020150053320A KR20150053320A KR101719695B1 KR 101719695 B1 KR101719695 B1 KR 101719695B1 KR 1020150053320 A KR1020150053320 A KR 1020150053320A KR 20150053320 A KR20150053320 A KR 20150053320A KR 101719695 B1 KR101719695 B1 KR 101719695B1
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electrode
electrode layer
membrane
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(주)피엔티
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Abstract

전해질막과, 전해질막의 상측면 및 하측면에 전해질막의 길이 방향으로 이격되게 배열된 복수의 제1 전극층 및 제2 전극층을 구비한 막-전극 조립체의 원단을 한 쌍의 롤러 사이로 통과시켜 제1 전극층 및 제2 전극층을 전해질막에 가열 압착시키는, 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치가 개시된다. 개시된 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치의 한 쌍의 롤러는 각각, 제1 전극층 및 제2 전극층의 평면 형상과 크기에 대응되게 외주면에서 돌출된 복수의 압착면과, 서로 인접한 한 쌍의 전극층 사이의 이격 거리에 대응되게 서로 인접한 한 쌍의 압착면 사이에 오목하게 형성된 복수의 중앙 덴트(dent)와, 한 쌍의 롤러의 내부를 관통하는 것으로, 한 쌍의 롤러의 외주면 온도를 상승시키는 열매체가 유동(流動)하는 열매체 유로를 구비한다.

Description

막-전극 조립체 생산 라인{Manufacturing line of membrane-electrode assembly}
본 발명은 연료 전지의 막-전극 조립체를 제조하는 공정에서 양극과 음극의 전극층이 전해질막을 사이에 두고 정렬된 상태로 양극과 음극의 전극층을 전해질막의 양 측면에 가열 압착하는 장치에 관한 것이다.
연료 전지(fuel cell)는 연료의 산화 반응과, 산화제 가스의 환원 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 발전장치이다. 연료 전지에서 전기에너지를 생성하는 최소 단위인 단위 셀(cell)은 막-전극 조립체(MEA: membrane electrode assembly)와, 상기 막-전극 조립체를 사이에 두고 그 양측에 구비되는 세퍼레이터(separator)를 구비한다. 상기 막-전극 조립체는 전해질막(PEM: proton exchange membrane)과, 상기 전해질막의 양 측면에 접합되는 양극과 음극 전극층을 구비한다. 연료 전지용 막-전극 조립체의 공업적 제조 방법으로서 평판 프레스(plate press)를 이용하여 양극 및 음극 전극층을 전해질막에 접합하는 방법과, 롤 프레스(roll press)를 이용하여 양극 및 음극 전극층을 전해질막에 접합하는 방법이 있다.
그런데, 종래의 롤 프레스 이용 접합 방법은 전극층을 가열 압착하는 롤러 외주면의 온도를 높이기 위하여 전열 히터를 사용하여 롤러 외주면의 온도 분포가 고르지 못하여 가열 압착된 전극층의 품질이 열화될 수 있다. 또한, 가열 압착에 의해 형성된 전극층이 설정한 가로 및 세로 규격을 초과하는 경우가 빈번하여 가열 압착 후에 전극층 주변을 트리밍(trimming)하는 작업을 추가하여야 하는 문제가 있다. 이로 인해, 생산성이 낮아지고 생산 원가가 상승한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0043765호
본 발명은, 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 연료 전지의 막-전극 조립체를 형성하는 과정에서 양극과 음극의 전극층을 전해질막을 사이에 두고 정렬된 상태로 한 쌍의 롤러 사이를 통과시켜 양극과 음극의 전극층을 전해질막의 양 측면에 가열 압착하는, 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치를 제공한다.
또한 본 발명은, 전해질막을 사이에 두고 정렬된 양극과 음극의 전극층이 통과하는 한 쌍의 롤러의 외주면 온도 분포가 고르게 유지되는, 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치를 제공한다.
또한 본 발명은, 양극과 음극의 전극층을 전해질막에 가열 압착한 후 전극층 보호 필름을 벗겨내는 것만으로 전극층의 주변부가 트리밍(trimming)되고 추가적인 트리밍 작업이 필요하지 않는, 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치를 제공한다.
본 발명은, 전해질막과, 상기 전해질막의 상측면 및 하측면에 상기 전해질막의 길이 방향으로 이격되게 배열된 복수의 제1 전극층 및 제2 전극층을 구비한 막-전극 조립체의 원단을 한 쌍의 롤러 사이로 통과시켜 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층을 상기 전해질막에 가열 압착시키는 장치로서, 상기 한 쌍의 롤러는 각각, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 평면 형상과 크기에 대응되게 외주면에서 돌출된 복수의 압착면과, 서로 인접한 한 쌍의 전극층 사이의 이격 거리에 대응되게 서로 인접한 한 쌍의 압착면 사이에 오목하게 형성된 복수의 중앙 덴트(dent)와, 상기 한 쌍의 롤러의 내부를 관통하는 것으로, 상기 한 쌍의 롤러의 외주면 온도를 상승시키는 열매체가 유동(流動)하는 열매체 유로를 구비한, 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치를 제공한다.
상기 한 쌍의 롤러는 상기 압착면의 양 측 경계와 접하여 오목하게 형성된 사이드 덴트(side dent)를 더 구비할 수 있다.
상기 열매체 유로는 상기 한 쌍의 롤러의 회전 중심에서 서로 같은 거리만큼 이격되고 서로 같은 각도 간격으로 배열된 복수의 직선 파이프(pipe)를 구비할 수 있다.
상기 열매체는 70 내지 150℃ 온도의 오일(oil)일 수 있다.
상기 원단은, 상기 제1 전극층의 상측면을 덮고 상기 제1 전극층에 분리 가능하게 부착된 제1 전극층 보호 필름, 및 상기 제2 전극층의 하측면을 덮고 상기 제2 전극층에 분리 가능하게 부착된 제2 전극층 보호 필름을 더 구비하고, 상기 원단이 상기 한 쌍의 롤러 사이를 통과할 때 상기 압착면에 의해 상기 전해질막 측으로 가압되지 않은 전극층의 부분은, 상기 제1 전극층 보호 필름과 상기 제2 전극층 보호 필름이 제거될 때 상기 제1 전극층 보호 필름과 상기 제2 전극층 보호 필름에 붙어 상기 전해질막에서 분리될 수 있다.
본 발명에 따른 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치는, 상기 원단이 상기 한 쌍의 롤러 사이를 통과하기에 앞서서 상기 제1 전극층 및 제2 전극층을 가열하는 예열기를 더 구비할 수 있다.
상기 예열기는 적외선을 조사(照射)하는 적외선 램프(infrared light lamp)를 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 롤러의 외주면에서 돌출된 압착면으로 전극층을 가압하므로 균일한 압력으로 전극층이 가압되고, 전기 열선에 의하지 않고 한 쌍의 롤러를 관통하는 열매체를 통해 전극층을 가열하므로 전극층이 균일한 온도 분포로 가열된다. 따라서, 롤투롤 방식으로 제조되는 막-전극 조립체의 품질이 향상되고 불량율이 저감된다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전극 가열 압착 장치를 통과한 막-전극 조립체 원단에서 한 쌍의 전극층 보호 필름을 벗겨내면 롤러의 압착면에 의해 가압되지 않은 전극층의 부분이 한 쌍의 전극층 보호 필름에 붙어 전해질막에서 제거된다. 따라서, 전극층의 주변부를 트리밍(trimming)하는 추가 작업을 필요로 하지 않아 생산 속도가 향상되고, 생산 원가가 절감된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치를 포함하는 막-전극 조립체 생산 라인을 개략 도시한 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 상부 롤러 및 하부 롤러를 확대 도시한 단면도 및 전면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치를 통과한 막-전극 조립체 원단을 확대 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치를 포함하는 막-전극 조립체 생산 라인을 개략 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 이를 참조하면, 막-전극 조립체 생산 라인은 전해질막 웹 공급 롤러(21), 제1 전극 웹 공급 롤러(23), 및 제2 전극 웹 공급 롤러(25), 전극 정렬 장치(30), 전극 가열 압착 장치(40), 제1 전극층 보호 필름 회수 롤러(36), 제2 전극층 보호 필름 회수 롤러(37), 막-전극 조립체 보호 필름 공급 롤러(38), 및 막-전극 조립체 권취 롤러(39)를 구비한다.
제1 전극 웹 공급 롤러(23)는 제1 전극 웹을 풀어 연속적으로 공급하고, 제1 전극 웹 공급 롤러(23)보다 아래에 배치된 제2 전극 웹 공급 롤러(25)는 제2 전극 웹을 풀어 연속적으로 공급한다. 상기 제1 전극 웹은 제1 전극층 보호 필름(7)(도 2 참조)과, 제1 전극층 보호 필름(7)의 일 측면에 제1 전극층 보호 필름(7)의 길이 방향으로 일정 간격으로 이격되게 적층된 복수의 제1 전극층(6)(도 2 참조)을 구비한다. 이와 유사하게 상기 제2 전극 웹은 제2 전극층 보호 필름(12)(도 2 참조)과, 제2 전극층 보호 필름(12)의 일 측면에 제2 전극층 보호 필름(12)의 길이 방향으로 일정 간격으로 이격되게 적층된 복수의 제2 전극층(11)(도 2 참조)을 구비한다. 제1 및 제2 전극층(6, 11)은 예컨대, 백금을 코팅한 흑연으로 형성될 수 있고, 제1 및 제2 전극층 보호 필름(7, 12)은 예컨대, PET(polyethylene terephthalate)로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극층(6, 11)이 적층된 제1 및 제2 전극층 보호 필름(7, 12)의 일 측면에는 제1 및 제2 전극층(6, 11)으로부터 용이하게 분리되도록 이형제가 도포될 수 있다.
전해질막 웹 공급 롤러(21)는 제1 전극 웹 공급 롤러(23)와 제2 전극 웹 공급 롤러(25) 사이에 배치되며, 전해질막 웹을 풀어 연속적으로 공급한다. 상기 전해질막 웹은 전해질막 보호 필름(미도시)과, 상기 전해질막 보호 필름의 일 측면에 적층된 전해질막(2)(도 2 참조)을 구비한다. 전해질막(2)은 예컨대, PEM(proton exchange membrane)일 수 있고, 전해질막 보호 필름은 예컨대, PET로 형성될 수 있다. 전해질막(2)이 적층된 전해질막 보호 필름(3)의 일 측면에는 용이하게 분리되도록 이형제가 도포될 수 있다. 전해질막 웹 공급 롤러(21)에서 풀려 연속적으로 공급된 전해질 막 웹이 전극 정렬 장치(30)에 급지되기 전에 전해질막 보호 필름이 전해질막(2)에서 분리되고, 전해질막 보호 필름 회수 롤러(27)에 분리 권취된다.
상기 제1 전극 웹, 상기 제2 전극 웹, 및 상기 전해질막(2)은 전극 정렬 장치(30)로 급지된다. 전극 정렬 장치(30)는 제1 전극 웹의 제1 전극층(6)과 제2 전극 웹의 제2 전극층(11)이 전해질막(2)을 사이에 두고 정확하게 겹쳐지도록 제1 전극층(6)과 제2 전극층(11)을 정렬한다. 전극 정렬 장치(30)의 가접착기(33)는 제1 전극층(6)과 제2 전극층(11)이 정렬된 상태를 유지하도록 제1 전극층 보호 필름(7)과 제2 전극층 보호 필름(12)의 폭 방향 양 단부를 초음파 융착에 의해 가접착한다. 도 4의 참조기호 ‘SP’는 제1 및 제2 전극층 보호 필름(7, 12)이 가접착기(33)에 의해 융착된 융착 스폿(spot)을 지시한다. 전해질막(2)의 폭(WD2)(도 4 참조)이 제1 및 제2 전극층 보호 필름(7, 12)의 폭(WD1)(도 4 참조)보다 작기 때문에 제1 및 제2 전극층 보호 필름(7, 12)의 폭 방향 양 단부가 융착될 수 있다.
이하에서, 전극 정렬 장치(30)를 통과하여 전해질막(2)을 사이에 두고 가접착된 제1 전극 웹과 제2 전극 웹을 ‘막-전극 조립체 원단(15)’이라 칭한다. 상기 막-전극 조립체 원단(15)은 전극 가열 압착 장치(40)로 급지된다.
도 2 및 도 3은 도 1의 상부 롤러 및 하부 롤러를 확대 도시한 단면도 및 전면도이고, 도 4는 도 2 및 도 3의 막-전극 조립체의 전극 가열 압착 장치를 통과한 막-전극 조립체 원단을 확대 도시한 평면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 막-전극 조립체 원단(15)은, 중앙에 배치된 전해질막(2)과, 전해질막(2)의 상측면에 배치된 제1 전극 웹의 제1 전극층(6)과, 제1 전극층(6)의 상측면을 덮도록 배치된 제1 전극층 보호 필름(7)을 구비한다. 또한, 전해질막(2)의 하측면에 배치된 제2 전극 웹의 제2 전극층(11)과, 제2 전극층(11)의 하측면을 덮도록 배치된 제2 전극층 보호 필름(12)을 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 전극 가열 압착 장치(40)는 상기 막-전극 조립체 원단(15)을 상부 롤러(45)와 하부 롤러(55) 사이로 통과시켜 제1 전극층(6) 및 제2 전극층(11)을 전해질막(2)에 가열 압착시킴으로써 막-전극 조립체(16)를 형성하는 장치이다. 전극 가열 압착 장치(40)는 예열기(41)와, 상부 롤러(45)와, 하부 롤러(55)를 구비한다.
예열기(41)는 막-전극 조립체 원단(15)이 상부 롤러(45) 및 하부 롤러(55) 사이를 통과하기에 앞서서 제1 전극층(6)과 제2 전극층(11)을 가열함으로써 제1 및 제2 전극층(6, 11)이 전해질막(2)에 압착되도록 촉진한다. 예열기(41)는 막-전극 조립체 원단(15) 위에 배치되어 아래로 적외선광(infrared light)을 조사하는 상부 적외선 램프(lamp)(42)와, 막-전극 조립체 원단(15) 아래에 배치되어 위로 적외선광(infrared light)을 조사하는 하부 적외선 램프(lamp)(43)를 구비한다.
도 2 내지 도 4를 함께 참조하면, 상부 롤러(45)는 제1 전극층(6)의 직사각형 평면 형상과 크기(EL1, EW1)에 대응되게 외주면에서 돌출된 복수의 압착면(47)과, 인접한 한 쌍의 제1 전극층(6) 사이의 이격 거리(GL1)에 대응되게 서로 인접한 한 쌍의 압착면(47) 사이에 오목하게 형성된 복수의 중앙 덴트(central dent)(49)와, 압착면(47)의 양 측 경계와 접하여 오목하게 형성된 사이드 덴트(side dent)(51)를 구비한다. 상기 사이드 덴트(51)는 상부 롤러(45)의 길이 방향 양 측 단부(53)와 압착면(47) 사이에 존재한다.
마찬가지로, 하부 롤러(55)는 제2 전극층(11)의 직사각형 평면 형상과 크기(EL2, EW2)에 대응되게 외주면에서 돌출된 복수의 압착면(57)과, 인접한 한 쌍의 제2 전극층(11) 사이의 이격 거리(GL2)에 대응되게 서로 인접한 한 쌍의 압착면(57) 사이에 오목하게 형성된 복수의 중앙 덴트(central dent)(59)와, 압착면(57)의 양 측 경계와 접하여 오목하게 형성된 사이드 덴트(side dent)(61)를 구비한다. 상기 사이드 덴트(61)는 하부 롤러(55)의 길이 방향 양 측 단부(63)와 압착면(57) 사이에 존재한다.
구체적으로, 제1 및 제2 전극층(6, 11)은 길이(EL1, EL2)와 폭(EW1, EW2)이 서로 같게 설정되고 전해질막(2)을 사이에 두고 정확히 겹쳐지도록 정렬되어 인접한 한 쌍의 전극층(6, 11) 사이의 이격 거리(GL1, GL2)도 서로 같게 설정된다. 따라서, 상부 및 하부 롤러 압착면(47, 57)의 롤러(45, 55) 원주(圓周) 방향 길이(CV1, CV2)는 상기 전극층(6, 11)의 길이(EL1, EL2)와 같고, 상기 압착면(47, 57)의 Y축과 평행한 방향의 폭(PW1, PW2)는 상기 전극층(6, 11)의 폭(EW1, EW2)과 같다. 또한, 상부 및 하부 롤러 중앙 덴트(49, 59)의 롤러(45, 55) 원주 방향의 거리(CC1, CC2)는 인접한 한 쌍의 전극층(6, 11) 사이의 이격 거리(GL1, GL2)와 같다. 상부 및 하부 롤러 사이드 덴트(51, 61)의 Y축과 평행한 방향의 거리(GW1, GW2)는 예컨대, 5mm 이상이다.
상부 및 하부 롤러(45, 55)는 각각, 롤러(45, 55) 내부를 관통하는 열매체 유로를 구비한다. 상기 열매체 유로는 상부 및 하부 롤러(45, 55)의 회전 중심(RC1, RC2)에서 서로 같은 거리만큼 이격되고 서로 같은 각도 간격으로 배열되며, Y축과 평행한 방향으로 연장된 복수의 직선 파이프(pipe(46, 56)를 구비한다. 열매체 유로의 직선 파이프(46, 56)를 따라 고온의 열매체가 롤러(45, 55)의 일측으로 유입되어 타측으로 유출되면서 내부에서 유동(流動)하여 롤러(45, 55)의 외주면 온도를 상승시킨다.
상기 열매체는 70 내지 150℃ 온도의 오일(oil)이 사용될 수 있다. 전극층(6, 11)을 가열하는 수단으로 압착면(47, 57)에서 일정한 거리만큼 이격되어 롤러(45, 55)를 통과하는 열매체을 사용함에 따라, 압착면(47, 57)의 표면에 매설된 전기 열선을 사용하는 경우보다, 전극층(6, 11)을 전(全) 면적에 걸쳐 균일한 온도 분포로 가열할 수 있다. 따라서, 전극 가열 압착 장치(40)(도 1 참조)를 통과하는 막-전극 조립체(16)의 품질이 향상된다.
막-전극 조립체 원단(15)이 상부 롤러(45)와 하부 롤러(55) 사이로 투입될 때, 제1 및 제2 전극체(6, 11)의 전단(前端)이 압착면(47, 57)의 롤러(45, 55) 원주 방향 전단과 정확히 정렬되고, 제1 및 제2 전극체(6, 11)의 양 측단(側端)이 압착면(47, 57)의 양 측단과 정확히 정렬되도록, 상부 롤러(45) 및 하부 롤러(55)의 회전 속도와, 막-전극 조립체(16) 원단(15)의 급지 속도가 제어된다.
이와 같은 구성에 의해 상부 및 하부 롤러(45, 55) 사이를 통과하면서 제1 및 제2 전극층(6, 11)은 전극층(6, 11)의 크기에 맞게 설정된 영역에만 압착면(47, 57)의 가압력이 작용하여 전해질막(2)에 압착되고, 상기 설정된 영역을 벗어난 부분들(EA1, EA2)(도 4 참조)은 가압되지 않는다. 부연하면, 상기 설정 영역을 벗어난 부분들(EA1, EA2) 중 EA1은 압착면(47, 57)을 벗어나 중앙 덴트(49, 59)와 겹쳐져 가압되지 않게 된 부분이고, EA2는 압착면(47, 57)을 벗어나 사이드 덴트(51)와 겹쳐져 가압되지 않게 된 부분이다. 다만, 도 4의 EA1 및 EA2는 전극층(6, 11)으로 설정된 영역을 벗어난 부분의 예시에 불과하고 다양한 형태의 다른 예가 존재할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 막-전극 조립체 원단(15)이 전극 가열 압착 장치(40)를 통과하여, 제1 및 제2 전극층 보호 필름(7, 12)(도 2 참조) 내부의 전해질막(2)과 제1 및 제2 전극층(6, 11)은 막-전극 조립체(16)가 된다. 막-전극 조립체(16)를 에워싼 제1 전극층 보호 필름(7)과 제1 전극층 보호 필름(12)은 막-전극 조립체(16)에서 벗겨져 제1 전극층 보호 필름 회수 롤러(36)와 제2 전극층 보호 필름 회수 롤러(37)에 각각 회수 권취된다. 연이어서, 막-전극 조립체(16)의 일 측면에는 막-전극 조립체 보호 필름 공급 롤러(38)에서 풀려 공급된 막-전극 조립체 보호 필름이 도포된다. 상기 막-전극 조립체 보호 필름이 도포된 막-전극 조립체(16)는 막-전극 조립체 권취 롤러(39)에 권취된다.
한편, 상부 및 하부 롤러(45, 55)의 압착면(47, 57)에 의해 전해질막(2) 측으로 가압되지 않은 전극층의 부분(EA1, EA2)(도 4 참조)은, 제1 전극층 보호 필름(7)(도 2 참조) 및 제2 전극층 보호 필름(12)(도 2 참조)이 막-전극 조립체(16)에서 벗겨질 때 제1 전극층 보호 필름(7)이나 제2 전극층 보호 필름(12)에 붙어서 전해질막(2)에서 분리된다. 이에 따라, 제1 및 제2 전극층(6, 11)의 주변부를 트리밍(trimming)하는 추가 작업이 없이도 미리 설정된 형태와 크기에 일치하는 제1 및 제2 전극층(6, 11)을 갖는 막-전극 조립체(16)를 생산할 수 있어, 생산 속도가 향상되고, 생산 원가가 절감된다.
이상에서 설명한 본 발명의 전극 가열 압착 장치(40)는 한 쌍의 롤러(45, 55)의 외주면에서 돌출된 압착면(47, 57)으로 전극층(6, 11)을 가압하므로 균일한 압력으로 전극층(6. 11)이 가압되고, 전기 열선에 의하지 않고 한 쌍의 롤러(45, 55)를 관통하는 열매체를 통해 전극층(6, 11)을 가열하므로 전극층(6, 11)이 균일한 온도 분포로 가열된다. 따라서, 롤투롤 방식으로 제조되는 막-전극 조립체(16)의 품질이 향상되고 불량율이 저감된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
2: 전해질막 6,11: 전극층
7,12: 전극층 보호 필름 16: 막-전극 조립체
40: 전극 가열 가압 장치 41: 예열기
45,55: 상부 롤러 47,57: 압착면
49,59: 중앙 덴트 51,61: 사이드 덴트

Claims (7)

  1. 전해질막과, 상기 전해질막의 상측면 및 하측면에 상기 전해질막의 길이 방향으로 이격되게 배열된 복수의 제1 전극층 및 제2 전극층과, 상기 제1 전극층의 상측면을 덮고 상기 제1 전극층에 분리 가능하게 부착된 것으로, 폭이 상기 전해질막의 폭보다 큰 제1 전극층 보호 필름과, 상기 제2 전극층의 하측면을 덮고 상기 제2 전극층에 분리 가능하게 부착된 것으로, 폭이 상기 전해질막의 폭보다 큰 제2 전극층 보호 필름을 구비한 막-전극 조립체의 원단에서 상기 제1 전극층 보호 필름과 상기 제2 전극층 보호 필름의 폭 방향 양 단부를 초음파 융착으로 가접착하여, 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층을 상기 전해질막을 사이에 두고 겹쳐지도록 정렬하는 전극 정렬 장치; 및,
    상기 전극 정렬 장치를 통과한 막-전극 조립체의 원단을 한 쌍의 롤러 사이로 통과시켜 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층을 상기 전해질막에 가열 압착시키는 전극 가열 압착 장치;를 구비하고,
    상기 한 쌍의 롤러는 각각, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층의 평면 형상과 크기에 대응되게 외주면에서 돌출된 복수의 압착면과, 서로 인접한 한 쌍의 전극층 사이의 이격 거리에 대응되게 서로 인접한 한 쌍의 압착면 사이에 오목하게 형성된 복수의 중앙 덴트(dent)와, 상기 한 쌍의 롤러의 내부를 관통하는 것으로, 상기 한 쌍의 롤러의 외주면 온도를 상승시키는 열매체가 유동(流動)하는 열매체 유로를 구비한 것을 특징으로 하는, 막-전극 조립체 생산 라인.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전극 가열 압착 장치의 한 쌍의 롤러는 상기 압착면의 양 측 경계와 접하여 오목하게 형성된 사이드 덴트(side dent)를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 막-전극 조립체 생산 라인.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 열매체 유로는 상기 전극 가열 압착 장치의 한 쌍의 롤러의 회전 중심에서 서로 같은 거리만큼 이격되고 서로 같은 각도 간격으로 배열된 복수의 직선 파이프(pipe)를 구비한 것을 특징으로 하는, 막-전극 조립체 생산 라인.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 열매체는 70 내지 150℃ 온도의 오일(oil)인 것을 특징으로 하는, 막-전극 조립체 생산 라인.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전극 가열 압착 장치를 통과한 막-전극 조립체의 원단에서 상기 제1 전극층 보호 필름과 상기 제2 전극층 보호 필름이 제거되도록, 상기 제1 전극층 보호 필름과 상기 제2 전극층 보호 필름을 회수 권취하는 제1 전극층 보호 필름 회수 롤러와 제2 전극층 보호 필름 회수 롤러를 더 구비하고,
    상기 막-전극 조립체의 원단이 상기 전극 가열 압착 장치의 한 쌍의 롤러 사이를 통과할 때 상기 압착면에 의해 상기 전해질막 측으로 가압되지 않은 전극층의 부분은, 상기 제1 전극층 보호 필름과 상기 제2 전극층 보호 필름이 제거될 때 상기 제1 전극층 보호 필름과 상기 제2 전극층 보호 필름에 붙어 상기 전해질막에서 분리되는 것을 특징으로 하는, 막-전극 조립체 생산 라인.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 전극 가열 압착 장치는, 상기 막-전극 조립체의 원단이 상기 전극 가열 압착 장치의 한 쌍의 롤러 사이를 통과하기에 앞서서 상기 제1 전극층 및 제2 전극층을 가열하는 예열기를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 막-전극 조립체 생산 라인.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 예열기는 적외선을 조사(照射)하는 적외선 램프(infrared light lamp)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 막-전극 조립체 생산 라인.
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