CN110010925A - 燃料电池电堆及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃料电池电堆及其制作方法，燃料电池电堆包括极板，其数量至少为两个且层叠设置；塑料贴膜，每相邻两个极板之间均设置有塑料贴膜，塑胶贴膜热封于相邻两个极板之间，塑料贴膜呈环形且设于极板的边缘处。本发明提供的燃料电池电堆及其制作方法，塑料贴膜受热后会融化，与极板相互粘连，而冷却后塑料贴膜具有较大的强度，可将各个极板固定，而且塑料贴膜设于极板的边缘处，能够密封相邻极板之间的空间。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，更具体地说，是涉及一种燃料电池电堆及其制作方法。
背景技术
燃料电池电堆通常由极板、交换膜、密封件等装配而成。而目前燃料电池电堆的组装，完全依靠螺丝、螺栓等紧固件固定，或者钢带捆绑、夹具固定等传统的机械固定方式，装配不便，且密封性能较差，不利于燃料电池电堆的结构优化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆，以解决现有技术中存在的装配不便、密封性能较差的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种燃料电池电堆，包括：
极板，其数量至少为两个且层叠设置；
塑料贴膜，每相邻两个所述极板之间均设置有所述塑料贴膜，所述塑胶贴膜热封于相邻两个所述极板之间，所述塑料贴膜呈环形且设于所述极板的边缘处。
进一步地，所述极板的数量为三个，且分别为依次层叠设置的正极板、膜电极和负极板，所述正极板和所述膜电极之间、所述膜电极和所述负极板之间均设有所述塑料贴膜。
进一步地，所述极板为金属极板，且所述金属极板的数量为两个，两个所述金属极板之间设有塑料贴膜。
进一步地，所述塑料贴膜的热封压力在0.2Mpa至0.4Mpa之间，所述塑料贴膜的热封温度在170℃至220℃之间，所述塑料贴膜的热封时间在2s至4s之间。
进一步地，所述塑料贴膜为铝塑膜。
本发明还提供一种燃料电池电堆的制作方法，用于制作上述的燃料电池电堆，包括以下步骤：
将极板和塑料贴膜交替排列；
采用预设温度加热所述塑料贴膜，并将所述金属极板和所述塑料贴膜采用预设压力压紧，压紧时间为预设时间。
进一步地，所述预设压力在0.2Mpa至0.4Mpa之间，所述预设温度在170℃至220℃之间，所述预设时间在2s至4s之间。
进一步地，所述预设压力、所述预设温度、所述预设时间均采用三因子多水平实验得出。
进一步地，在将极板和塑胶贴膜交替排列的步骤之前，将塑胶贴膜模切呈环形。
本发明提供的燃料电池电堆及其制作方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明燃料电池电堆在每两个极板之间均设有塑料贴膜，塑料贴膜热封于极板之间，塑料贴膜受热后会融化，与极板相互粘连，而冷却后塑料贴膜具有较大的强度，可将各个极板固定，而且塑料贴膜设于极板的边缘处，能够密封相邻极板之间的空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种燃料电池电堆的爆炸图；
图2为本发明实施例提供的另一种燃料电池电堆的爆炸图。
其中，图中各附图标记：
1-塑料贴膜；2-金属极板；3-正极板；4-膜电极；5-负极板。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的燃料电池电堆进行说明。在其中一个实施例中，燃料电池电堆包括极板和塑料贴膜1。极板的数量至少为两个且层叠设置。每相邻两个极板之间均设置有塑料贴膜1，塑料贴膜1采用热封的方式固定于两个相邻极板之间。具体地，塑料贴膜1在加热后融化，融化后的塑料贴膜1将两个相邻的极板相互粘连，冷却后即可将两个相邻极板相互固定。另外，塑料贴膜1呈环形且设于极板的边缘处，这样，在塑料贴膜1冷却后，可将两个极板之间的空间密封，保证燃料电池电堆的密封性能。采用塑料贴膜1热封的方式既能固定极板，又能保证极板之间的密封性能。
本发明提供的燃料电池电堆，与现有技术相比，本发明燃料电池电堆在每两个极板之间均设有塑料贴膜1，塑料贴膜1热封于极板之间，塑料贴膜1受热后会融化，与极板相互粘连，而冷却后塑料贴膜1具有较大的强度，可将各个极板固定，而且塑料贴膜1设于极板的边缘处，能够密封相邻极板之间的空间。
请参阅图1，在其中一个实施例中，极板为金属极板2，且金属极板2的数量为两个，两个金属极板2之间设有塑料贴膜1。
请参阅图2，在其中一个实施例中，极板的数量为三个，且分别为依次层叠设置的正极板3、膜电极4和负极板5，正极板3和膜电极4之间、膜电极4和负极板5之间均设有塑料贴膜1，这样，通过两个塑料贴膜1即可将正极板3、膜电极4、负极板5三者密封连接。
在其中一个实施例中，塑料贴膜1的热封压力在0.2Mpa至0.4Mpa之间，塑料贴膜1的热封温度在170℃至220℃之间，塑料贴膜1的热封时间在2s至4s之间。热封压力、热封温度和热封时间均可称为热封参数，热封参数可通过三因子多水平实验得出。
更具体地，极板为金属极板2，且金属极板2的数量为两个，两个金属极板2之间设有塑料贴膜1时，热封压力可为0.35Mpa，热封温度可为200℃，热封时间可为3S。极板的数量为三个，且分别为依次层叠设置的正极板3、膜电极4和负极板5时，热封压力可为0.25Mpa，热封温度可为185℃，热封时间可为2.5S。
请参阅图1及图2，在其中一个实施例中，塑料贴膜1为铝塑膜。铝塑膜具有极高的阻隔性、良好的冷冲压成型性、耐电解溶液性、绝缘性，适用于极板之间。
在其中一个实施例中，铝塑膜包括依次层叠设置的尼龙层、第一粘合层、铝箔层、第二粘合层以及流延聚丙烯薄膜(CPP)。
在另一实施例中，铝塑膜包括依次层叠设置的流延聚丙烯薄膜、第一粘合层、铝箔层、第二粘合层以及流延聚丙烯薄膜，便于铝塑膜两侧均与极板粘贴。
本发明还提供一种燃料电池电堆的制作方法，该制作方法用于制作上述任一实施例中的燃料电池电堆，该制作方法包括以下步骤：
将极板和塑料贴膜1交替排列；
采用预设温度加热所述塑料贴膜1，并将所述金属极板2和所述塑料贴膜1采用预设压力压紧，压紧时间为预设时间。
其中，加热、压紧塑料贴膜1等步骤可采用热封机完成。
本发明提供的燃料电池电堆的制作方法，采用热封的方法将塑料贴膜1热封极板之间，可固定并密封相邻极板。
在压紧预设时间后，再进行冷却即可完成极板之间的热封。
更具体地，预设压力在0.2Mpa至0.4Mpa之间，预设温度在170℃至220℃之间，预设时间在2s至4s之间。
可选地，预设压力、预设温度、预设时间均采用三因子多水平实验得出。分别选取30至100个预设压力、30至100个预设温度、30至100个预设时间的数值，并将上述数据进行排列组合形成热封参数，并采用得出的多个热封参数对塑料贴膜1进行热封实验，实验完毕后分别测试贴合强度，得出贴合强度较佳的热封参数。
在将极板和塑胶贴膜交替排列的步骤之前，将塑胶贴膜模切呈环形，为后续步骤做准备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.燃料电池电堆，其特征在于，包括：
极板，其数量至少为两个且层叠设置；
塑料贴膜，每相邻两个所述极板之间均设置有所述塑料贴膜，所述塑胶贴膜热封于相邻两个所述极板之间，所述塑料贴膜呈环形且设于所述极板的边缘处。
2.如权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于：所述极板的数量为三个，且分别为依次层叠设置的正极板、膜电极和负极板，所述正极板和所述膜电极之间、所述膜电极和所述负极板之间均设有所述塑料贴膜。
3.如权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于：所述极板为金属极板，且所述金属极板的数量为两个，两个所述金属极板之间设有塑料贴膜。
4.如权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于：所述塑料贴膜的热封压力在0.2Mpa至0.4Mpa之间，所述塑料贴膜的热封温度在170℃至220℃之间，所述塑料贴膜的热封时间在2s至4s之间。
5.如权利要求1-4任一项所述的燃料电池电堆，其特征在于：所述塑料贴膜为铝塑膜。
6.燃料电池电堆的制作方法，用于制作权利要求1-5任一项所述的燃料电池电堆，其特征在于，包括以下步骤：
将极板和塑料贴膜交替排列；
采用预设温度加热所述塑料贴膜，并将所述金属极板和所述塑料贴膜采用预设压力压紧，压紧时间为预设时间。
7.如权利要求6所述的燃料电池电堆的制作方法，其特征在于：所述预设压力在0.2Mpa至0.4Mpa之间，所述预设温度在170℃至220℃之间，所述预设时间在2s至4s之间。
8.如权利要求6所述的燃料电池电堆的制作方法，其特征在于：所述预设压力、所述预设温度、所述预设时间均采用三因子多水平实验得出。
9.如权利要求6所述的燃料电池电堆的制作方法，其特征在于：在将极板和塑胶贴膜交替排列的步骤之前，将塑胶贴膜模切呈环形。
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