一種密封性能增強的燃料電池金屬雙極板的製作方法

2023-07-30 11:50:01

專利名稱：一種密封性能增強的燃料電池金屬雙極板的製作方法
技術領域：
本 發明屬於燃料電池技術領域，尤其涉及燃料電池雙極板密封技術。
背景技術：
燃料電池是一種電化學的發電裝置，不同於常規意義上的電池。它可以等溫地按電化學方式直接將化學能轉化為電能。燃料電池的一般常用燃料為氫氣、重整氣、天然氣和淨化煤氣等，常用的氧化劑為空氣或純氧等。如果燃料電池密封不好，將直接導致燃料與氧化劑的混合，很容易引起為爆炸。因此燃料電池領域的密封設計非常重要。現有技術中，燃料電池金屬雙極板的氧極板和氫極板的密封形式都是用膠線槽加密封膠線密封的，並且還在向金屬雙極板、密封件一體化方向發展。現有技術的不足是密封膠線/雙極板屬於不同材料之間的接觸，密封效果受影響；膠線需注射成型，成本較高，還浪費膠；雙極板的整體強度和整體平整度有影響，也影響電堆組裝時的匹配和對正。

發明內容
本發明的目的是提供一種密封性能增強的燃料電池金屬雙極板，克服現有技術的不足。本發明的技術方案是一種密封性能增強的燃料電池金屬雙極板，包括用粘結或焊接方式將氧極板和氫極板連接為一體構成雙極板，所述氧極板和氫極板上設有流道、公用氫氣通道開口、公用空氣通道開口、公用水流通道開口和密封膠線框，密封膠線框沿流道兩側及公用氫氣通道開口、公用空氣通道開口和公用水流通道開口周圍布置，其特徵在於所述氧極板上的氧膠線框與氧極板為一體結構，即氧膠線框與氧極板上的流道和公用開口一起模壓成型；所述氫極板上的氫膠線框與氫極板為分體結構，即氫膠線框與氫極板是兩個各自獨立的結構，氫膠線框是粘結到氫極板上的。氫極板的四個邊角處設有四個氫膠線框定位孔，定位孔直徑為3 5mm。本發明所述一種密封性能增強的燃料電池金屬雙極板的氫膠線框粘結到氫極板上的方法，其特性在於所述氫膠線框粘結到氫極板上的方法包括以下步驟在氫極板膠線框處刷塗一層氯丁膠，在氫膠線框粘結面上刷塗一層氯丁膠，刷膠後室溫表幹I分鐘，然後將氫膠線框通過定位孔定位粘結在氫極板刷塗氯丁膠的膠線框處，隨後將粘結了氫膠線框的氫極板在壓機上壓合。本發明所述一種密封性能增強的燃料電池金屬雙極板的氫膠線框粘結到氫極板上的方法，其特性在於所述將粘結了氫膠線框的氫極板在壓機上壓合的工藝方法為在溫度70°C、壓力20t下保壓4分鐘，然後打開壓機，將氫極板旋轉180°後，再在上述條件下保壓4分鐘，然後打開壓機，取出氫極板。本發明的有益效果是I、提高了金屬雙極板的整體強度、整體平整度；2、有利於電堆組裝時的匹配、對正；
3、有利於提高金屬雙極板的密封穩定性；4、有利於提高金屬板電堆運行過程中的可靠性，進而提高電堆壽命。


本發明有附圖四幅，其中圖I是氧極板示意2是氫極板示意3是氫膠線框示意4是氫極板+膠線框組合示意圖
圖中，I、氧膠線框，2、流道，3、公用氫氣通道開口，4、公用冷卻水通道開口，5、公用氧氣通道開口，6、氫膠線框。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。密封性能增強的燃料電池金屬雙極板,包括氧極板和氫極板,氧極板和氫極板上設有流道2、公用氫氣通道開口 3、公用空氣通道開口 5、公用冷卻水通道開口 4和密封膠線框，密封膠線框沿流道兩側及公用氫氣通道開口 3、公用空氣通道開口 5和公用冷卻水通道開口 4周圍布置，氧極板上的氧膠線框I與氧極板為一體結構，即氧膠線框I與氧極板上的流道和公用通道開口一起模壓成型；氫極板上的氫膠線框6與氫極板為分體結構，即氫膠線框6與氫極板是兩個各自獨立的結構，氫膠線框6粘結到氫極板上。氫極板的四個邊角處設有四個氫膠線框定位孔，定位孔直徑為3 5mm。氫膠線框粘結到氫極板上的方法包括以下步驟在氫極板膠線框處刷塗一層氯丁膠，在氫膠線框6粘結面上刷塗一層氯丁膠，刷膠後室溫表幹I分鐘，然後將氫膠線框6通過定位孔定位粘結在氫極板刷塗氯丁膠的膠線框處，隨後將粘結了氫膠線框的氫極板在壓機上壓合。壓合的工藝方法為在溫度70°C、壓力20t下保壓4分鐘，然後打開壓機，將氫極板旋轉180°後，再在上述條件下保壓4分鐘，然後打開壓機，取出氫極板。用粘結或焊接方式將氧極板和氫極板連接為一體構成雙極板。
權利要求
1.一種密封性能增強的燃料電池金屬雙極板，包括用粘結或焊接方式將氧極板和氫極板連接為一體構成雙極板，所述氧極板和氫極板上設有流道(2)、公用氫氣通道開口(3)、公用氧氣通道開口(5)、公用冷卻水通道開口(4)和密封膠線框，密封膠線框沿流道兩側及公用氫氣通道開口(3)、公用空氣通道開口(5)和公用冷卻水通道開口(4)周圍布置，其特徵在於所述氧極板上的氧膠線框(I)與氧極板為一體結構，即氧膠線框(I)與氧極板上的流道(2)和公用通道開口一起模壓成型；所述氫極板上的氫膠線框(6)與氫極板為分體結構，即氫膠線框(6)與氫極板是兩個各自獨立的結構，氫膠線框(6)是粘結到氫極板上的，氫極板的四個邊角處設有四個氫膠線框定位孔，定位孔直徑為3 5mm。
2.權利要求I所述一種密封性能增強的燃料電池金屬雙極板的氫膠線框粘結到氫極板上的方法，其特性在於所述氫膠線框粘結到氫極板上的方法包括以下步驟在氫極板膠線框處刷塗一層氯丁膠，在氫膠線框(6)粘結面上刷塗一層氯丁膠，刷膠後室溫表幹I分鐘，然後將氫膠線框(6)通過定位孔定位粘結在氫極板刷塗氯丁膠的膠線框處，隨後將粘結了氫膠線框的氫極板在壓機上壓合。
3.根據權利要求2所述一種密封性能增強的燃料電池金屬雙極板的氫膠線框粘結到氫極板上的方法，其特性在於所述將粘結了氫膠線框的氫極板在壓機上壓合的工藝方法為在溫度70°C、壓力20t下保壓4分鐘，然後打開壓機，將氫極板旋轉180°後，再在上述條件下保壓4分鐘，然後打開壓機，取出氫極板。
全文摘要
密封性能增強的燃料電池金屬雙極板，包括用粘結或焊接方式將氧極板和氫極板連接為一體構成雙極板，氧極板上的氧膠線框與氧極板為一體結構，即氧膠線框與氧極板上的流道和公用開口一起模壓成型；氫極板上的氫膠線框與氫極板為分體結構，即氫膠線框與氫極板是兩個各自獨立的結構，氫膠線框粘結到氫極板上。本發明的有益效果是提高了金屬雙極板的整體強度、整體平整度；有利於電堆組裝時的匹配、對正；有利於提高金屬雙極板的密封穩定性；有利於提高金屬板電堆運行過程中的可靠性，進而提高電堆壽命。
文檔編號H01M4/88GK102983338SQ20121051437
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日
發明者付宇, 侯中軍, 竇永香, 徐乃濤, 趙帥, 宋琛 申請人:新源動力股份有限公司