CN101395736B - 粘结的燃料电池组件和生产它的方法与体系 - Google Patents

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Abstract

形成燃料电池部件的方法包括下述步骤：提供两部份式密封剂，其中第一部分包括引发剂和第二部分包括可聚合的材料；施加第一部分密封剂到第一燃料电池部件的基材上；施加第二部分的密封剂到第二燃料电池部件的基材上；并列校准第一和第二燃料电池部件的基材；和固化该密封剂，使第一和第二燃料部件彼此粘结。引发剂可以是光化辐射引发剂，其中通过光化辐射线固化该密封剂。可聚合材料可以是可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物、官能聚合物及其结合物。所需地，官能团是环氧基、烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酰亚胺、酰胺、氨基甲酸酯及其结合物。待粘结的有用的燃料电池部件包括阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架，及其结合物。

Description

粘结的燃料电池组件和生产它的方法与体系
技术领域
本发明涉及粘结和密封电化学电池，例如燃料电池中各部件的方法，以及由其形成的电化学电池。更特别地，本发明涉及以适合于连续生产燃料电池部件的方式粘结燃料电池部件的方法与设计。
背景技术
尽管存在各类已知的电化学电池，但一种常见的类型是燃料电池，例如质子交换膜(“PEM”)燃料电池。PEM燃料电池含有在两个流场极板或双极板极之间提供的膜电极组件(“MEA”)。在双极板极和MEA之间使用垫圈，以在其间提供密封。另外，由于单独的PEM燃料电池典型地提供相对低的电压或功率，因此叠加多个PEM燃料电池，以增加所得燃料电池组件总的电输出。在单独的PEM燃料电池之间也要求密封。此外，典型地还提供冷却板，以控制燃料电池内的温度。同样密封这种板，以防止在燃料电池组件内泄漏。在组装之后，紧固该燃料电池层叠体，以固定该组件。
如美国专利No.6057054中所述，提出了液体硅橡胶以供在燃料组件上模塑。然而，这种硅酮组合物在实现燃料电池的所需操作寿命之前会降解。这种硅橡胶剥离材料还污染燃料电池，从而负面影响燃料电池的性能。在美国专利No.5264299中还公开了在隔板(separator plate)上模塑液体硅橡胶。为了增加其操作寿命，提出了更加耐用的弹性体，例如美国专利No.6165634中公开的氟弹性体和美国专利No.6159628中公开的聚烯烃烃类，粘结燃料电池各部件的表面。然而，燃料电池中每一单独的元件或者燃料电池部件中的每一布局必须单独地用这些组合物粘结，因此这些组合物的应用耗时。
美国专利申请公布No.US2005/0263246A1公开了在膜电极组件上制备边缘密封的方法，该方法用热塑性膜浸渍气体扩散层。适合于粘结热塑性膜的施加温度可限制燃料电池的设计，且还难以施加，因为燃料电池部件中的校准层叠体必须在控制的条件下加热和冷却。
美国专利No.6884537公开了具有密封垫片(bead)的橡胶垫圈用于密封燃料电池部件的用途。通过使用粘合层，固定该垫圈到燃料电池部件上，以防止垫圈移动或滑动。类似地，国际专利公布Nos.WO2004/061338A1和WO2004/079839A2公开了多片和单片垫圈密封燃料电池部件的用途。通过使用粘合剂，将垫圈固定到燃料电池部件上。粘合剂和垫圈的定位不仅耗时，而且有问题，因为未对准而可能引起燃料电池泄漏和性能损失。
美国专利No.6875534公开了密封燃料电池隔板的周边的原地固化的组合物。原地固化的组合物包括在每一端基处具有烯丙基端基的聚异丁烯聚合物，有机基聚硅氧烷，具有至少两个氢原子各自连接到硅原子上的有机基氢聚硅氧烷和铂催化剂。美国专利No.6451468公开了原地形成的组合物密封燃料电池中的隔板、电极或离子交换膜。原地形成的组合物包括在每一端基处具有链烯基端基的直链聚异丁烯全氟聚醚，具有至少两个氢原子各自键合到硅原子上的交联剂或硬化剂，和氢化硅烷化催化剂。因使用烯丙基或链烯基官能度为2的直链聚异丁烯低聚物，导致这些组合物的交联密度和所得性能受到局限。通过改变氢化甲硅烷基官能度，来改性这些组合物的官能度，而所得组合物的性能会受到限制。
国际专利公布No.WO2004/047212A2公开泡沫橡胶垫圈、液体硅酮密封剂或固体氟塑料用于密封燃料电池的流体传输层或气体扩散层的用途。使用固体垫圈，即泡沫橡胶和/或固体氟塑料胶带或膜使得定位这些材料和随后校准燃料电池部件与垫圈既耗时，又存在问题。
美国专利申请公布No.2003/0054225公开了旋转设备，例如转鼓或辊用于施加电极材料到燃料电池电极上的用途。尽管这一公布文件公开了形成燃料电池电极的自动化方法，但该公布文件没有解决所形成的燃料电池的密封这一关心的问题。
欧洲专利No.EP159477A1公开了异丁烯、异戊二烯和对甲基苯乙烯的过氧化物可固化的三元共聚物。述及了在燃料电池内使用该组合物，但没有提供应用、加工或器件的细节。
美国专利No.6942941公开了导电粘合剂粘结不同片材形成双极隔板的用途。导电底漆首先施加在两块板上，并通过加热到约100℃部分固化。然后在两块板之间施加一种粘合剂，和在一起挤压板之后，通过加热到约260℃固化该粘合剂。
尽管存在这些现有技术，但仍需要适合于与电化学电池部件一起使用，所需地通过液体注塑施加的密封剂组合物。
发明内容
本发明提供粘结和密封燃料电池部件的方法、组合物和体系。粘结和密封燃料电池部件所使用的密封剂组合物可包括单独稳定，但当结合或暴露于能源下时可固化的两种或更多种组分。在两组分的密封剂体系中，一部分密封剂可施加到第一燃料电池部件的基材上，和第二部分可施加到第二燃料电池的基材上。连接该基材并固化密封剂，形成粘结的燃料电池部件的组件。
在本发明的一个方面中，形成燃料电池部件的方法包括提供两部份式密封剂，所述密封剂具有含引发剂的第一部分和含可聚合材料的第二部分；施加第一部分密封剂到第一燃料电池部件的基材上；施加第二部分的密封剂到第二燃料电池部件的基材上；并列校准第一和第二燃料电池部件的基材；和固化该密封剂使第一和第二燃料部件彼此粘结。所需地，引发剂是光化辐射引发剂，其中通过光化辐射线固化密封剂。可聚合材料可以是可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物、官能聚合物及其结合物。所需地，官能团是环氧基、烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酰亚胺、酰胺、氨基甲酸酯及其结合物。待粘结的有用的燃料电池部件包括阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架，及其结合物。
在本发明的另一方面中，形成燃料电池部件的方法包括提供两部份式密封剂，其中第一部分包括引发剂和第二部分包括可聚合的材料；提供第一和第二隔板和第一与第二树脂框架；用第一部分的密封剂涂布第一隔板的一侧或两侧，所需地是两侧；用光化辐射线活化在第一隔板上的第一部分密封剂；用第二部分密封剂涂布第一树脂框架的一侧或两侧，所需地是一侧；并列校准第一隔板和第一树脂框架；固化密封剂使第一隔板和第一树脂框架彼此粘结；用第二部分密封剂涂布第二隔板的一侧或两侧，所需地是两侧；用第一部分密封剂涂布第二树脂框架的一侧或两侧，所需地是一侧；用光化辐射线活化在第二树脂框架上的第一部分密封剂；并列校准第二隔板和第二树脂框架；固化该密封剂使第二隔板和第二树脂框架彼此粘结；并列校准第一和第二隔板；固化该密封剂使第一和第二隔板彼此粘结，形成双极隔板。所需地，引发剂是光化辐射引发剂，其中通过光化辐射固化该密封剂。可聚合的材料可以是可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物、官能聚合物及其结合物。所需地，官能团是环氧基、烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酰亚胺、酰胺、氨基甲酸酯及其结合。待粘结的有用的燃料电池部件包括阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架，及其结合物。
在本发明的另一方面中，形成燃料电池部件的体系包括提供两部分密封剂中的第一部分的第一分配器，其中第一部分密封剂包括引发剂；提供两部分密封剂中的第二部分的第二分配器，其中第二部分密封剂包括可聚合材料；施加第一部分密封剂到第一燃料电池部件的基材上的第一站，施加第二部分密封剂到第二燃料电池部件的基材上的第二站，并列校准第一和第二燃料电池部件的基材的第三站；和固化密封剂使第一和第二燃料部件彼此粘结的固化站。所需地，引发剂是光化辐射引发剂，其中通过光化辐射线固化该密封剂。可聚合的材料可以是可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物、官能聚合物及其结合物。所需地，官能团是环氧基、烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酰亚胺、酰胺、氨基甲酸酯及其结合。待粘结的有用的燃料电池部件包括阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架，及其结合物。
附图说明
图1是具有阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂、质子交换膜、阴极催化剂、第二气体扩散层、第二树脂框架和阴极流场板的燃料电池的截面视图。
图2是根据本发明的隔板和树脂框架组件的分解截面视图。
图3是根据本发明的组装的隔板和树脂框架组件的截面视图。
图4是根据本发明形成粘结的燃料电池部件的组装示意图。
具体实施方式
本发明涉及粘结电化学电池中各部件的粘结方法和组合物。此处所使用的电化学电池是由化学源产生电的装置，所述化学源包括，但不限于，化学反应和化学燃烧。有用的电化学电池包括燃料电池、干电池、湿电池和类似物。以下将更加详细地描述的燃料电池是利用化学反应物产生电。湿电池具有液体电解质。干电池具有吸附在多孔介质或在其他情况下被限制流动的电解质。
图1示出了电化学燃料电池，例如燃料电池10中各基本元件的截面视图。电化学燃料电池转化燃料和氧化剂成电与反应产物。燃料电池10由在一侧上具有开放面的冷却剂通道14和在第二侧上具有阳极流体通道16的阳极流场板12，树脂板13，气体扩散层18，阳极催化剂20，质子交换膜22，阴极催化剂24，第二气体扩散层26，第二树脂板13以及在一侧上具有开放面的冷却剂通道30和在第二侧上具有阴极流体通道32的阴极流场板28组成，如图1所示。气体扩散层18，阳极催化剂20，质子交换膜22，阴极催化剂24和第二气体扩散层26的组合常常被称为膜电极组件36。气体扩散层18和26典型地由多孔、导电片材，例如碳纤维纸张形成。然而，本发明不限于使用碳纤维纸张，和可合适地使用其他材料。然而，燃料电池不限于这一描述的部件布局。阳极和阴极催化剂层20和24典型地为微细粉碎的铂形式。阳极34和阴极38电连接(未示出)，以提供在电极之间传导电子到达外部负载(未示出)上的路径。流场极板12和28典型地由石墨浸渍的塑料；压制和分层的石墨；多孔石墨；不锈钢或其他石墨复合材料形成。可处理该板，以影响表面性能，例如表面润湿性，或者可以未处理。然而，本发明不限于使用这种材料作为流场电极，和可合适地使用其他材料。例如，在一些燃料电池中，流场电极由金属或含金属的材料，典型地，但不限于不锈钢制成。流场电极可以是双极板极，即在相对的板表面上具有流体通道的板。例如，如图2-3所示，双极流场极板15可由仅仅在一侧上具有流体通道的单极板极12、28制成。将单极板极12和28彼此固定，形成双极板极15。在本发明的一个方面中，板极12和28还用本发明的组合物和通过本发明的方法来密封。
一些燃料电池设计利用在膜电极组件36和隔板12、28之间的树脂框架13来改进膜电极组件36的耐久性并在燃料电池的组装过程中，在膜电极组件36和隔板12、28之间提供恰当的间隔。在这一设计中，需要在隔板12、28和树脂框架13之间具有密封。
本发明不限于图1所示的燃料电池部件及其布局。例如，直接的甲醇燃料电池(“DMFC”)可由冷却剂通道较少的与图1所示相同的部件组成。此外，燃料电池10可设计具有内部或外部歧管(未示出)。
尽管针对质子交换膜(PEM)燃料电池描述了本发明，但应当理解，本发明可应用于任何类型的燃料电池上。本发明的概念可应用到磷酸燃料电池、碱燃料电池、高温燃料电池，例如固体氧化物燃料电池和熔融碳酸盐燃料电池和其他电化学装置上。
在阳极34处，经阳极流体通道16行进的燃料(未示出)渗透气体扩散层18并在阳极催化剂层20处反应，形成氢阳离子(质子)，所述氢阳离子迁移经过质子交换膜22到达阴极38。质子交换膜22加速氢离子从阳极34迁移到阴极38。除了传导氢离子以外，质子交换膜22从含氧的氧化剂物流中分离含氢的燃料物流。
在阴极38处，含氧气体，例如空气或基本上纯的氧气与越过质子交换膜22的阳离子或氢离子反应，形成液体水作为反应产物。以下方程式示出了在氢气/氧气燃料电池内的阳极和阴极反应：
阳极反应：H2→2H++2e-           (I)
阴极反应：1/2O2+2H++2e-→H2O    (II)
在本发明的一个方面中，使用两部份式密封剂粘结隔板12、28和树脂框架13。A部分密封剂可含有UV活化的引发剂，该引发剂可以是酸、碱、自由基、阴离子和/或阳离子引发剂。B部分密封剂可包括可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物和/或官能聚合物。作为实例，官能团可以是环氧基、烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酰亚胺、酰胺或氨基甲酸酯。使用树脂框架13用于燃料电池组件10内的间隔。将树脂框架13置于隔板12、28的气体路径侧上，并在每一元件之间提供密封。在第一制备线中，所需地在两侧上用A部分密封剂涂布隔板12，典型地金属片材，例如不锈钢，切割和冲压，生产用于反应性气体和冷却剂路径的必须通路，并用紫外光活化。在至少一侧上用B部分密封剂涂布树脂框架13并与涂布的隔板12一起组装，提供具有粘结框架的阳极隔板。在第二制备线中，所需地在两侧上用B部分密封剂涂布第二隔板12，典型地不锈钢的片材，切割和冲压，生产用于反应性气体和冷却剂路径的必须通路，以便形成隔板28。在至少一侧上用A部分密封剂涂布并用紫外光辐照的第二树脂框架13与隔板28一起组装，提供具有粘结框架的阴极隔板。最后，这两个制备线满足下述条件，以便校准在一侧上具有A部分密封剂的暴露涂层的粘结的阳极隔板和在一侧上具有B部分密封剂的暴露涂层的粘结的阴极隔板，密封剂中的A部分和B部分反应并密封燃料电池的界面和形成粘结的组件。
在本发明的另一方面中，使用两部分式密封剂粘结隔板12、28。A部分密封剂含有UV活化的引发剂，所述活化剂可以是酸、碱、自由基、阴离子和/或阳离子引发剂。B部分密封剂由可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物和/或官能聚合物组成。作为实例，官能团可以是环氧基、烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酰亚胺、酰胺或氨基甲酸酯。A部分施加到第一隔板上，和B部分施加到第二隔板上。A部分施加到阳极隔板12的冷却剂路径侧上。B部分施加到阴极隔板28的冷却剂路径侧上。在阳极隔板12上，A部分经历UV辐射，使引发剂活化，接着与阴极隔板28一起压制组装。连接隔板12、28，以便A部分和B部分反应并密封各部件，形成双极板极15。
在本发明的另一方面中，使用单份式密封剂粘结隔板12、28和树脂框架13。密封剂可由UV活化的酸、碱、自由基、阴离子和/或阳离子引发剂，以及可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物和/或官能聚合物组成，可将其施加到一个基材上，用紫外光辐照，并与第二基材一起压制，形成密封。
在本发明的另一方面中，使用两部分式组合物粘结和密封。A部分施加到第一基材上。B部分施加到第二基材上。结合并固定这两个基材。可按照最简单的形式，通过将这两个基材合在一起，或者通过结合基材和使用一些额外形式的能量，例如压力、热、超声、微波或其任何结合，实现聚合。
在本发明的另一方面中，液体垫圈形成材料可包括光化辐射可固化的丙烯酸酯、氨基甲酸酯、聚醚、聚烯烃、聚酯，其共聚物及其结合物。所需地，可固化的材料包括具有至少两个(甲基)丙烯酰基侧基的(甲基)丙烯酰基封端的材料。所需地，(甲基)丙烯酰基侧基用通式：-OC(O)C(R1)＝CH2表示，其中R1是氢或甲基。更所需地，液体垫圈形成材料是(甲基)丙烯酰基封端的聚丙烯酸酯。(甲基)丙烯酰基封端的聚丙烯酸酯的分子量所需地可以是约3000-约40,000，更所需地为约8000-约15,000。此外，(甲基)丙烯酰基封端的聚丙烯酸酯在25℃(7℉)下的粘度所需地可以是约200帕秒(200,000厘泊)-约800帕秒(800,000厘泊)，更所需地为约450帕秒(450,000厘泊)-约500帕秒(500,000厘泊)。可在Nakagawa等人的欧洲专利申请No.EP1059308A1中找到这种可固化的(甲基)丙烯酰基封端的材料的细节且可商购于日本的Kaneka Corporation公司。
所需地，液体组合物包括光引发剂。可在此处使用许多光引发剂，提供以上提到的本发明的优势和优点。当可光固化的组合物作为整体暴露于电磁辐射，例如光化辐射线下时，光引发剂提高固化工艺的快速性。此处所使用的合适的光引发剂的实例包括，但不限于，以商品名″IRGACURE″和″DAROCUR″商购于Ciba SpecialtyChemicals公司的光引发剂，具体地为″IRGACURE″184(1-羟基环己基苯基酮)、907(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮)、369(2-苄基-2-N，N-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮)、500(1-羟基环己基苯基酮和二苯甲酮的结合物)、651(2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)、1700(双(2，6-二甲氧基苯甲酰基-2，4，4-三甲基戊基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的结合物)，和819[双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦]和″DAROCUR″1173(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙-1-酮)和4265(2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的结合物)；和紫外光[蓝色]光引发剂，d1-樟脑醌和″IRGACURE″784DC。当然，此处也可使用这些材料的结合物。
此处有用的其他光引发剂包括丙酮酸烷酯，例如丙酮酸的甲酯、乙酯、丙酯和丁酯，和丙酮酸芳酯，例如丙酮酸苯酯、苄酯和它的合适的取代衍生物。尤其非常适合于此处使用的光引发剂包括紫外光引发剂，例如2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(例如，″IRGACURE″651)，和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙烷(例如，″DAROCUR″1173)，双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(例如，″IRGACURE″819)，和双(2，6-二甲氧基苯甲酰基-2，4，4-三甲基戊基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的紫外/可见光引发剂的结合物(例如，″IRGACURE″1700)，以及可见光引发剂双(η5-2，4-环戊二烯-1-基)双[2，6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]钛(例如，″IRGACURE″784DC)。有用的光化辐射包括紫外光、可见光及其结合。所需地，固化液体垫圈形成材料所使用的光化辐射线的波长为约200nm-约1000nm。有用的紫外光包括，但不限于，紫外光A(约320nm-约410nm)，紫外光B(约290nm-约320nm)，紫外光C(约220nm-约290nm)及其结合。有用的可见光包括，但不限于，蓝光、绿光及其结合。这种有用的可见光的波长为约450nm-约550nm。
然而，本发明不限于仅仅使用紫外光辐射线，和可使用其他能源，例如热、压力、紫外、微波、超声或电磁辐射线以引发一种或更多种组合物聚合。另外，引发剂可以在没有活化剂的情况下具有活性。此外，可在组装之前、之中和/或之后采用引发工艺。
图4描述了根据本发明形成粘结组件，例如燃料电池或粘结的燃料电池部件的体系50。体系50包括不同的站52、54用于加工不同的燃料电池部件。该体系包括分配器56和58用以分别分配两部分式密封剂组合物中的第一和第二部分，涂布不同的二元电池部件。该体系进一步包括能源60，例如光化辐射源。
在本发明的另一方面中，可由组合式(modular)组件和垫圈制备燃料电池层叠体。第一步生产以树脂为框架的MEA。用单一组分的紫外光活化的密封剂在树脂框架的一侧上涂布阳极和阴极树脂框架。通过紫外光辐射线活化密封剂并在MEA的任何一侧上固定树脂框架。在第二步中，使用两部分式密封剂，粘结隔板到树脂框架上。在两组分式体系中，A部分施加到基材1上，B部分施加到基材2上。在本发明的一种形式中，A和B部分当结合时，可聚合。在树脂框架上用A部分涂布以树脂为框架的MEA，然后通过紫外光辐射线活化。与此同时，隔板中的反应物气体侧用B部分涂布。用阳极和阴极隔板固定以树脂为框架的MEA，生产单元电池(阳极隔板、阳极树脂框架，MEA，阴极树脂框架和阴极隔板)。下一步，一起粘结该单元电池与两部分式密封剂，形成含有选择数量，例如10个单元电池的模件。该单元电池运行操作，施加未固化的聚合物到一个或更多个基材的表面上。阳极隔板的冷却剂路径侧可用A部分涂布并用紫外光辐射线活化。阴极隔板的冷却剂路径侧可用B部分涂布。层叠并固定电池，使A部分与B部分反应并密封模件的冷却剂路径。在以上所述的方法中可以不涂布模件末端的隔板。在单独的制备线中，由金属片材和紫外光活化的密封剂生产垫圈。切割金属片材卷，用单一组分的紫外光活化的密封剂涂布，并置于紫外光下。可通过交替垫圈与组合件(module)，组装燃料电池层叠体，直到实现在该层叠体内所需数量的电池。还可在两侧上用合适的密封剂涂布树脂框架和隔板，固定到第一部件上，然后固定到第二部件上，这是可预见的。
在本发明的另一方面中，可由组合式组件和垫圈制备燃料电池层叠体。第一步生产以树脂为框架的MEA。在树脂框架的一侧上用单一组分的紫外光活化的密封剂涂布两个树脂框架。通过紫外光辐射线活化密封剂并在MEA的任何一侧上固定树脂框架。第二步，使用两部分式密封剂，密封粘结的隔板到以树脂为框架的MEA上。在双组分体系中，密封剂中的A部分施加到第一基材上，和密封剂中的B部分施加到第二基材上。根据本发明的一个方面，密封剂中的A和B部分当结合时，聚合形成粘结的组件。例如，可用A部分的密封剂涂布阳极树脂框架，然后通过紫外光辐射线活化。以树脂为框架的MEA可用粘结的隔板固定，生产单元电池(阴极隔板、阳极隔板、阳极树脂框架、MEA和阴极树脂框架)。在另一制备线中，使用双组分密封剂，粘结阳极和阴极隔板。阳极隔板的冷却剂路径侧用A部分密封剂涂布，然后通过紫外光辐射线活化。阴极隔板的冷却剂路径侧用B部分的密封剂涂布，并固定到阳极隔板上，使A部分的密封剂与B部分反应。下一步，用两部分式密封剂将该单元电池粘结到一起，形成含有选择数量，例如，但不限于10个单元电池的组合件。单元电池运行涂布操作。阴极隔板的气体路径侧可用A部分的密封剂涂布并用紫外光辐射线活化。阴极树脂框架可用B部分的密封剂涂布。层叠单元电池并固定，使A部分的密封剂与B部分的密封剂反应，生产粘结的单元电池的组合件。在以上所述的方法中没有涂布在组合件末端处的隔板和树脂框架。在单独的制备线中，由金属片材和紫外光活化的密封剂生产垫圈。切割金属片材卷，用单一组分的紫外光活化的密封剂涂布，和置于紫外光下。通过交替垫圈与组合件组装燃料电池层叠体，直到实现在该层叠体内所需数量的电池。可在两侧上用合适的密封剂涂布树脂框架和隔板，固定到第一部件上，然后固定到第二部件上，这是可预见的。

Claims (15)

1.形成燃料电池部件的方法，该方法包括：
提供两部分式密封剂，所述密封剂具有含引发剂的第一部分和含可聚合材料的第二部分；
施加第一部分密封剂到第一燃料电池部件的基材上；
施加第二部分密封剂到第二燃料电池部件的基材上；
并列校准第一和第二燃料电池部件的基材；和
固化该密封剂，以使第一和第二燃料部件彼此粘结。
2.权利要求1的方法，其中引发剂是光化辐射引发剂。
3.权利要求2的方法，其中通过光化辐射线固化密封剂。
4.权利要求1的方法，其中可聚合材料选自可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物、官能聚合物及其结合物。
5.权利要求4的方法，其中可聚合材料包括选自环氧基、烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酰亚胺、酰胺、氨基甲酸酯及其结合物中的官能团。
6.权利要求1的方法，其中燃料电池部件选自阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架、及其结合物。
7.形成燃料电池部件的方法，该方法包括：
提供两部分式密封剂，其中第一部分包括引发剂和第二部分包括可聚合的材料；
提供第一与第二隔板和第一与第二树脂框架；
用第一部分密封剂涂布第一隔板；
用光化辐射线活化在第一隔板上的第一部分密封剂；
用第二部分密封剂涂布第一树脂框架；
并列校准第一隔板和第一树脂框架；
固化密封剂，以使第一隔板和第一树脂框架彼此粘结；
用第二部分密封剂涂布第二隔板；
用第一部分密封剂涂布第二树脂框架；
用光化辐射线活化在第二树脂框架上的第一部分密封剂；
并列校准第二隔板和第二树脂框架；
固化该密封剂，以使第二隔板和第二树脂框架彼此粘结；
并列校准第一和第二隔板；
固化该密封剂，以使第一和第二隔板彼此粘结，形成形式双极隔板。
8.权利要求7的方法，其中引发剂是光化辐射引发剂。
9.权利要求7的方法，其中可聚合材料选自可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物、官能聚合物及其结合物。
10.权利要求9的方法，其中可聚合材料包括选自环氧基、烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酰亚胺、酰胺、氨基甲酸酯及其结合物中的官能团。
11.形成燃料电池部件的体系，该体系包括：
提供两部分式密封剂中的第一部分的分配器，其中第一部分密封剂包括引发剂；
提供两部分式密封剂中的第二部分的第二分配器，其中第二部分密封剂包括可聚合材料；
施加第一部分密封剂到第一燃料电池部件的基材上的第一站；
施加第二部分密封剂到第二燃料电池部件的基材上的第二站；
并列校准第一和第二燃料电池部件的基材的第三站；和
固化密封剂以使第一和第二燃料电池部件彼此粘结的固化站。
12.权利要求11的体系，其中引发剂是光化辐射引发剂。
13.权利要求12的体系，其中通过光化辐射线固化密封剂。
14.权利要求11的体系，其中可聚合材料选自可聚合的单体、低聚物、遥爪聚合物、官能聚合物及其结合物。
15.权利要求14的体系，其中可聚合材料包括选自环氧基、烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酰亚胺、酰胺、氨基甲酸酯及其结合物中的官能团。
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