CN102983338A - 一种密封性能增强的燃料电池金属双极板 - Google Patents

一种密封性能增强的燃料电池金属双极板 Download PDF

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侯中军
窦永香
徐乃涛
赵帅
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Abstract

密封性能增强的燃料电池金属双极板，包括用粘结或焊接方式将氧极板和氢极板连接为一体构成双极板，氧极板上的氧胶线框与氧极板为一体结构，即氧胶线框与氧极板上的流道和公用开口一起模压成型；氢极板上的氢胶线框与氢极板为分体结构，即氢胶线框与氢极板是两个各自独立的结构，氢胶线框粘结到氢极板上。本发明的有益效果是：提高了金属双极板的整体强度、整体平整度；有利于电堆组装时的匹配、对正；有利于提高金属双极板的密封稳定性；有利于提高金属板电堆运行过程中的可靠性，进而提高电堆寿命。

Description

一种密封性能增强的燃料电池金属双极板
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及燃料电池双极板密封技术。
背景技术
燃料电池是一种电化学的发电装置，不同于常规意义上的电池。它可以等温地按电化学方式直接将化学能转化为电能。燃料电池的一般常用燃料为氢气、重整气、天然气和净化煤气等，常用的氧化剂为空气或纯氧等。如果燃料电池密封不好，将直接导致燃料与氧化剂的混合，很容易引起为爆炸。因此燃料电池领域的密封设计非常重要。
现有技术中，燃料电池金属双极板的氧极板和氢极板的密封形式都是用胶线槽加密封胶线密封的，并且还在向金属双极板、密封件一体化方向发展。现有技术的不足是：密封胶线/双极板属于不同材料之间的接触，密封效果受影响；胶线需注射成型，成本较高，还浪费胶；双极板的整体强度和整体平整度有影响，也影响电堆组装时的匹配和对正。
发明内容
本发明的目的是提供一种密封性能增强的燃料电池金属双极板，克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是：一种密封性能增强的燃料电池金属双极板，包括用粘结或焊接方式将氧极板和氢极板连接为一体构成双极板，所述氧极板和氢极板上设有流道、公用氢气通道开口、公用空气通道开口、公用水流通道开口和密封胶线框，密封胶线框沿流道两侧及公用氢气通道开口、公用空气通道开口和公用水流通道开口周围布置，其特征在于所述：氧极板上的氧胶线框与氧极板为一体结构，即氧胶线框与氧极板上的流道和公用开口一起模压成型；所述氢极板上的氢胶线框与氢极板为分体结构，即氢胶线框与氢极板是两个各自独立的结构，氢胶线框是粘结到氢极板上的。氢极板的四个边角处设有四个氢胶线框定位孔，定位孔直径为3～5mm。
本发明所述一种密封性能增强的燃料电池金属双极板的氢胶线框粘结到氢极板上的方法，其特性在于所述氢胶线框粘结到氢极板上的方法包括以下步骤：在氢极板胶线框处刷涂一层氯丁胶，在氢胶线框粘结面上刷涂一层氯丁胶，刷胶后室温表干1分钟，然后将氢胶线框通过定位孔定位粘结在氢极板刷涂氯丁胶的胶线框处，随后将粘结了氢胶线框的氢极板在压机上压合。
本发明所述一种密封性能增强的燃料电池金属双极板的氢胶线框粘结到氢极板上的方法，其特性在于所述将粘结了氢胶线框的氢极板在压机上压合的工艺方法为：在温度70℃、压力20t下保压4分钟，然后打开压机，将氢极板旋转180°后，再在上述条件下保压4分钟，然后打开压机，取出氢极板。
本发明的有益效果是：
1、提高了金属双极板的整体强度、整体平整度；
2、有利于电堆组装时的匹配、对正；
3、有利于提高金属双极板的密封稳定性；
4、有利于提高金属板电堆运行过程中的可靠性，进而提高电堆寿命。
附图说明
本发明有附图四幅，其中
图1是氧极板示意图
图2是氢极板示意图
图3是氢胶线框示意图
图4是氢极板+胶线框组合示意图
图中，1、氧胶线框，2、流道，3、公用氢气通道开口，4、公用冷却水通道开口，5、公用氧气通道开口，6、氢胶线框。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
密封性能增强的燃料电池金属双极板，包括氧极板和氢极板，氧极板和氢极板上设有流道2、公用氢气通道开口3、公用空气通道开口5、公用冷却水通道开口4和密封胶线框，密封胶线框沿流道两侧及公用氢气通道开口3、公用空气通道开口5和公用冷却水通道开口4周围布置，氧极板上的氧胶线框1与氧极板为一体结构，即氧胶线框1与氧极板上的流道和公用通道开口一起模压成型；氢极板上的氢胶线框6与氢极板为分体结构，即氢胶线框6与氢极板是两个各自独立的结构，氢胶线框6粘结到氢极板上。氢极板的四个边角处设有四个氢胶线框定位孔，定位孔直径为3～5mm。
氢胶线框粘结到氢极板上的方法包括以下步骤：在氢极板胶线框处刷涂一层氯丁胶，在氢胶线框6粘结面上刷涂一层氯丁胶，刷胶后室温表干1分钟，然后将氢胶线框6通过定位孔定位粘结在氢极板刷涂氯丁胶的胶线框处，随后将粘结了氢胶线框的氢极板在压机上压合。压合的工艺方法为：在温度70℃、压力20t下保压4分钟，然后打开压机，将氢极板旋转180°后，再在上述条件下保压4分钟，然后打开压机，取出氢极板。用粘结或焊接方式将氧极板和氢极板连接为一体构成双极板。

Claims (3)

1.一种密封性能增强的燃料电池金属双极板，包括用粘结或焊接方式将氧极板和氢极板连接为一体构成双极板，所述氧极板和氢极板上设有流道（2）、公用氢气通道开口（3）、公用氧气通道开口（5）、公用冷却水通道开口（4）和密封胶线框，密封胶线框沿流道两侧及公用氢气通道开口（3）、公用空气通道开口（5）和公用冷却水通道开口（4）周围布置，其特征在于所述：氧极板上的氧胶线框（1）与氧极板为一体结构，即氧胶线框（1）与氧极板上的流道（2）和公用通道开口一起模压成型；所述氢极板上的氢胶线框（6）与氢极板为分体结构，即氢胶线框（6）与氢极板是两个各自独立的结构，氢胶线框（6）是粘结到氢极板上的，氢极板的四个边角处设有四个氢胶线框定位孔，定位孔直径为3～5mm。
2.权利要求1所述一种密封性能增强的燃料电池金属双极板的氢胶线框粘结到氢极板上的方法，其特性在于所述氢胶线框粘结到氢极板上的方法包括以下步骤：在氢极板胶线框处刷涂一层氯丁胶，在氢胶线框（6）粘结面上刷涂一层氯丁胶，刷胶后室温表干1分钟，然后将氢胶线框（6）通过定位孔定位粘结在氢极板刷涂氯丁胶的胶线框处，随后将粘结了氢胶线框的氢极板在压机上压合。
3.根据权利要求2所述一种密封性能增强的燃料电池金属双极板的氢胶线框粘结到氢极板上的方法，其特性在于所述将粘结了氢胶线框的氢极板在压机上压合的工艺方法为：在温度70℃、压力20t下保压4分钟，然后打开压机，将氢极板旋转180°后，再在上述条件下保压4分钟，然后打开压机，取出氢极板。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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