CN111313051B - 燃料电池的弹性电池框架、制造方法及使用其的单元电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料电池的弹性电池框架、制造方法及使用其的单元电池，其中，该弹性电池框架包括：插件，其包括膜电极组件和一对气体扩散层，一对气体扩散层设置在膜电极组件的相对两个表面上并结合到其上；以及弹性框架，其包括彼此结合的一对弹性框架，其中，一对弹性框架分别具有在插件的外围区域中设置在插件的边缘的下表面和上表面上的部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于燃料电池的弹性电池框架及其制造方法，以及使用该弹性电池框架的单元电池。本发明更具体涉及以下这种用于燃料电池的弹性电池框架及其制造方法以及使用该弹性电池框架的单元电池，其中，弹性电池框架通过一对片状弹性框架与膜电极组件和气体扩散层一体地结合，而无需单独的粘合部件。
背景技术
燃料电池被认为是一种发电系统，其中燃料的化学能在燃料电池堆中发生电化学反应，从而转化为电能。燃料电池不仅为工业用途、家庭用途和车辆等提供驱动力，而且还可为诸如便携式设备的小型电子产品提供动力。近来，燃料电池已越来越多地用作具有高效率的清洁能源。
普通燃料电池的单元电池包括设置在最内侧的膜电极组件(MEA)，其中膜电极组件包括能够使氢离子(质子)移动的聚合物电解质膜，以及涂覆在聚合物电解质膜的相对两个表面上使得氢和氧可相互反应的催化剂层，即阴极和阳极。
此外，在膜电极组件的一个表面和另一个表面上，即布置阴极和阳极的外侧部，设有一对供应反应气体并排出由反应产生的水的隔板。在这种情况下，气体扩散层(GDL)可位于膜电极组件与隔板之间，该气体扩散层可使反应气体和生成的水的流动扩散或平稳。
同时，在现有技术中，已制造并使用了膜电极-垫片组件(MEGA,Membraneelectrode-Gasket Assembly)，其将膜电极组件和垫片一体地结合，以保持单元电池的气密性，并便于单元电池的层叠工艺。
近年来，还提出一种一体式框架，在该一体式框架中，垫片和将气体扩散层结合到膜电极组件的插件集成一体化。
然而，在传统的一体式框架中，塑料框架通过使用粘合剂结合到插件。因此，在使用传统的一体式框架制造单元电池的情况下，分别需要粘合部件和密封构件将隔板和一体式框架结合，而这样会增加材料成本和制造成本。
发明内容
本发明提供一种用于燃料电池的弹性电池框架及其制造方法，以及使用该弹性电池框架的单元电池，其中，使用一对片状弹性框架将弹性电池框架与膜电极组件和气体扩散层一体地结合，而无需单独的粘合部件。
根据本发明的示例性实施方式的燃料电池的单元电池的弹性电池框架包括：插件，其包括膜电极组件和一对气体扩散层，一对气体扩散层设置在膜电极组件的相对两个表面上并结合到其上；以及弹性框架，其包括彼此结合的一对弹性框架，其中，一对弹性框架分别具有在插件的外围区域中设置在插件的边缘的下表面和上表面上的部分。
一对弹性框架例如通过热结合而彼此结合成一体，并且热结合可以是热压结合、超声波结合、高频结合、振动结合、红外结合、辐射热结合、压延结合和激光结合中的任何一种。
弹性框架包括：第一弹性框架，其被设置成围绕插件的边缘的下表面和侧面；以及第二弹性框架，其被设置成围绕插件的边缘的上表面和侧面，并且在插件的外围区域面对第一弹性框架的上表面。
第一弹性框架具有其中设置插件的第一反应面通孔，以及第一凹部，第一凹部布置在第一反应面通孔的内周面，并且第一凹部围绕插件的边缘的下表面和侧面；并且第二弹性框架具有其中设置插件的第二反应面通孔，以及第二凹部，第二凹部布置在第二反应面通孔的内周面，并且第二凹部围绕插件的边缘的上表面和侧面。
在插件与第一弹性框架和第二弹性框架之间，弹性电池框架进一步包括：第一热结合部，其中，第一弹性框架的上表面和第二弹性框架的下表面在插件的外围区域彼此结合；第二热结合部，其中，第一弹性框架的第一凹部和插件的边缘的下表面彼此结合；第三热结合部，其中，第二弹性框架的第二凹部和插件的边缘的上表面彼此结合；以及第四热结合部，其中，第一凹部和第二凹部被结合到插件的侧面。
第一弹性框架包括：第一入口歧管通孔，其布置在第一弹性框架的一个侧部，使得反应气体和冷却剂通过第一入口歧管通孔被引入；以及第一出口歧管通孔，其布置在第一弹性框架的另一个侧部，使得反应气体和冷却剂通过第一出口歧管通孔被排出，并且第二弹性框架包括：第二入口歧管通孔，其布置在第二弹性框架的一个侧部，以与第一入口歧管通孔流体连通；以及第二出口歧管通孔，其布置在第二弹性框架的另一个侧部，以与第一出口歧管通孔流体连通。
第一弹性框架的下表面和第二弹性框架的上表面中的至少一个上，设有至少一个突起密封件，以沿插件的外围区域围绕插件。
弹性框架包括：第三弹性框架，其被设置成围绕插件的边缘的下表面和侧面，并包括其中设置插件的第三反应面通孔，以及第三凹部，第三凹部布置在第三反应面通孔的内周面，并且第三凹部围绕插件的边缘的下表面和侧面；以及第四弹性框架，其被设置成围绕插件的边缘的上表面并且在插件的边缘面对第三弹性框架的第三凹部的内周面。
在插件与第三弹性框架和第四弹性框架之间，弹性电池框架进一步包括：第五热结合部，在第五热结合部中，第三弹性框架的第三凹部与插件的边缘的下表面彼此结合；第六热结合部，在第六热结合部中，第四弹性框架和插件的边缘的上表面彼此结合；第七热结合部，在第七热结合部中，第三弹性框架的第三凹部与插件的边缘的侧面彼此结合；以及第八热结合部，在第八热结合部中，第三弹性框架的第三凹部与第四弹性框架的侧面彼此结合。
第三弹性框架包括：第三入口歧管通孔，其布置在第三弹性框架的一个侧部，使得反应气体和冷却剂通过第三入口歧管通孔被引入；以及第三出口歧管通孔，其布置在第三弹性框架的另一个侧部，使得反应气体和冷却剂通过第三出口歧管通孔被排出，并且第四弹性框架的外周面和插件的外周面具有相同的大小。
第三弹性框架的下表面和上表面中的至少一个上，设有至少一个突起密封件，以沿插件的外围区域围绕插件。
构成弹性框架的一对弹性框架在弹性框架彼此面对的区域中分别具有曲面。
构成弹性框架的一对弹性框架在弹性框架彼此面对的区域中分别具有互补的凹凸结构。
构成弹性框架的一对弹性框架包括热塑性弹性材料，例如，ThermoplasticElastomer(TPE)。
根据本发明示例性实施方式的一种制造燃料电池的单元电池的弹性电池框架的方法，该方法包括以下步骤：通过在膜电极组件的相对两个表面中的每个表面结合气体扩散层来提供插件；提供一对弹性框架；将插件布置在一对弹性框架之间；以及通过对一对弹性框架施加热量的同时对其进行加压，以将一对弹性框架彼此热结合。
提供一对弹性框架的步骤包括：将热塑性弹性体模制成片状来提供一对弹性框架。
热结合的步骤包括：通过在插件位于一对弹性框架之间的状态下对一对弹性框架施加热量的同时，对一对弹性框架的与插件的外围区域相对应的区域的全部或一部分进行加压，将一对弹性框架彼此结合。
在热结合的步骤中，施加到一对弹性框架的热量的温度高于一对弹性框架的熔点。
在热结合的步骤中，一对弹性框架无需单独的粘合部件而彼此热结合。
此外，根据本发明示例性实施方式的燃料电池的单元电池，该单元电池包括：插件，其包括膜电极组件和一对气体扩散层，一对气体扩散层设置在膜电极组件的相对两个表面上并结合到其上；弹性电池框架，其包括一对弹性框架，一对弹性框架彼此结合并且在插件的外围区域中分别设置在插件的边缘的下表面和上表面上；以及一对隔板，其分别设置在弹性电池框架的相对两个表面上，以引导反应气体和冷却剂的流动。
根据本发明的各种实施方式，可以获得以下效果：
首先，由于在与插件之间的界面粘合不需要粘合部件，因此可降低材料成本，并且由于省去了粘合剂涂覆步骤，从而降低了制造成本；
第二，可在不使用单独密封构件的情况下，确保反应区域的气密性。由于不需要密封部件，因此可降低材料成本，并且由于省去了密封构件的模制工艺，因此可降低制造成本；
第三，可以防止在反应区域中产生的水通过电解质膜扩散到电池外部。因此，能够防止电池之间的电短路，并防止因水泄漏而导致的燃料电池堆的腐蚀；
第四，由于可以不使用已在反应区域以外的区域中使用过的电解质膜，因此可降低材料成本和制造成本；
第五，与传统的塑料框架相比，有利的是，减小了电池间距，并且通过减小体积，可使堆叠最小化；
第六，与使用粘合部件和密封部件的传统塑料框架相比，可期望具有重量减轻的效果；
第七，通过减少了堆叠燃料电池堆叠的一体化步骤，可简化生产线并提高电池堆的生产率(堆叠电池的能力)；
第八，由于单元电池的组件通过被放置在模具中然后彼此热结合而一体化，因此能够提高与插件的粘合精度，从而降低缺陷率，并实现批量生产。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将更加明显，其中：
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架的分解立体图；
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架的主要部分的剖视图；
图3是示出根据本发明的另一示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架的分解立体图；
图4是示出根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架的主要部分的剖视图；以及
图5和图6分别示出根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施方式。然而，本发明不限于以下示例性实施方式，而是可以各种不同的形式来实现。提供示例性的实施方式仅是为了完全公开本发明，并且向本领域普通技术人员充分提供本公开的类别。在附图中，相同的附图标记指代相同的元件。
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架的分解立体图，图2是示出根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架的主要部分的剖视图。图2是沿图1的A-A线截取的剖视图。
如图所示，根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架是与一对隔板一起构成燃料电池的单元电池的元件。弹性电池框架包括：插件100，插件100具有膜电极组件110和设置在膜电极组件110的两侧上的一对气体扩散层120；以及弹性框架210、220，其通过热结合一体形成在插件100的外围区域。
在此，热结合(thermal bonding)可以是热压结合、超声波结合、高频结合、振动结合、红外结合、辐射热结合、压延结合和激光结合中的任何一种。特别地，热结合优选地为易于提供热量和压力的热压结合。该热结合，例如可以是热粘合。
插件100是通过将膜电极组件110和一对气体扩散层120层叠而获得的组件。优选地，气体扩散层120分别设置在膜电极组件110的相对两个表面上。
膜电极组件110可被实施为普通的电极组件，其包括能够输送氢离子(质子)的聚合物电解质膜，以及涂覆在聚合物电解质膜的相对两个表面上使得氢和氧能够相互反应的催化剂层，即阴极和阳极。
气体扩散层120使流经隔板(未示出)的反应气体通过，同时使反应气体扩散到膜电极组件110中。气体扩散层120由单独的基板或形成在基板的一个表面上的微孔层(MPL)制成。此时，基板材料和微孔层的材料是应用于普通气体扩散层的材料。
弹性框架210和220一体形成在插件100的外围区域，以方便插件100的气密密封和层叠处理。弹性框架210和220由热塑性弹性体，例如Thermoplastic Elastomer(TPE)形成，以便在不使用单独粘合部件的情况下，通过热结合而结合起来，同时保持预定的形状。
换句话说，弹性框架210和220可通过在插件100的外围区域，将一对片状弹性框架210和220彼此热结合而一体地形成，每个片状弹性框架210和220分别设置在插件100的边缘的下表面和上表面之一上。在此，插件100的“外围区域”是指包括插件100的边缘区域以及边缘区域的周围空间在内的区域，并且插件100的“边缘”是指插件100的外周边缘区域。
例如，如图1和图2所示，弹性框架210和220包括：第一弹性框架210，其被设置成围绕插件100的边缘的下表面和侧面；以及第二弹性框架220，其被设置成围绕插件100的边缘的上表面和侧面。在这种情况下，第一弹性框架210的上表面和第二弹性框架220的下表面在插件100的外围区域处彼此面对。
特别地，可以延伸第一弹性框架210和第二弹性框架220与插件100在第一弹性框架210和第二弹性框架220上的界面，以与插件100气密结合。
例如，在第一弹性框架210上形成有第一反应面通孔213，供插件100设置其中。在第一反应面通孔213的内周面设置有第一凹部214，以围绕插件100的下表面和侧面。在第二弹性框架220中形成有第二反应面通孔223，供插件100设置其中。在第二反应面通孔223的内周面中设置有第二凹部224，以围绕插件100的上表面和侧面。因此，第一弹性框架210和第二弹性框架220具有关于插件100所在平面彼此对称的结构。
因此，通过在插件100与第一和第二弹性框架210和220之间的界面(结合面)的热结合，分别形成有热结合部，从而实现固体结合以及一体化。
换句话说，如图2所示，热结合部可包括：第一热结合部H1，其中第一弹性框架210的上表面和第二弹性框架220的下表面彼此面对，以在插件100的外围区域中彼此热结合；第二热结合部H2，其中第一弹性框架210的第一凹部214和插件100的下表面彼此面对以彼此热结合；第三热结合部H3，其中第二弹性框架220的第二凹部224和插件100的上表面彼此面对以彼此热结合；以及第四热结合部H4，其中第一凹部214和插件100的侧面彼此面对以彼此热结合。
此外，在弹性框架210和220中，设有入口歧管通孔和出口歧管通孔，以形成用以将反应气体和冷却剂引入到由插件100形成的反应面以及将反应气体和冷却剂从反应面排出的歧管。
例如，反应气体和冷却剂通过其被引入的第一入口歧管通孔211，设置在第一弹性框架210的一个侧部中，并且反应气体和冷却剂通过其被排出的第一出口歧管通孔212设置在另一个侧部中。此外，第二入口歧管通孔221设置在第一弹性框架220的一个侧部中，多个第二出口歧管通孔222设置在另一个侧部中。
因此，形成在第一弹性框架210中的第一入口歧管通孔211和形成在第二弹性框架220中的第二入口歧管通孔221设置在彼此相对应的位置处，以便彼此流体连通。此外，形成在第一弹性框架210中的第一出口歧管通孔212和形成在第二弹性框架220中的第二出口歧管通孔222也设置在彼此对应的位置处，以彼此流体连通。
此外，弹性框架210和220可设有用于与隔板气密密封的装置。
例如，在第一弹性框架210的下表面上，可沿插件100的外围区域形成围绕插件100的一个或多个第一突起密封件215。此外，在第二弹性框架220的上表面上，可沿插件100的外围区域形成围绕插件100的一个或多个第二突起密封件225。
同时，根据本发明一方面的弹性框架，可通过改变其形状来实施。
图3是示出根据本发明另一示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架的分解立体图，而图4是示出根据本发明又一示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架的主要部分的剖视图。
根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的弹性电池框架包括插件100以及弹性框架310和320，其与上述示例性实施方式相同。此时，插件100与上述示例性实施方式的插件100相同。
然而，弹性框架310和320包括：第三弹性框架310，其被设置成围绕插件100的边缘的下表面和侧面；以及第四弹性框架320，其被设置成围绕插件100的边缘的上表面。在这种情况下，第三弹性框架310的侧面和第四弹性框架320的侧面在插件100的边缘处彼此面对。
例如，如图3所示，第三弹性框架310设有第三反应面通孔313，在该第三反应面通孔313中设置插件100，并且在第三反应面通孔313的内周面形成有围绕插件100的下表面和侧面的第三凹部314。此时，由第三凹部314形成以使插件100位于其上的区域的深度，优选地等于插件的厚度与第四弹性框架320的厚度之和。
此外，第四弹性框架320设有第四反应面通孔323，在该第四反应面通孔323中设置插件100，其中，第四弹性框架320的外周面的大小优选地与插件100的大小相同，使得第三弹性框架310的上表面和第四弹性框架320的上表面，在第四弹性框架320与插件100一起置于第三弹性框架310的第三凹部314上的状态下彼此齐平。在这种情况下，第三弹性框架310的第三凹部314的内周面和第四弹性框架320的外周表面在插件100的边缘处彼此面对。
因此，通过在插件100与第三和第四弹性框架310和320之间的界面的热结合而分别形成热结合部，从而实现固体结合以及一体化。
换句话说，如图4所示，热结合部可包括：第五热结合部H5，其中第三弹性框架310的第三凹部314和插件100的下表面彼此面对以彼此热结合；第六热结合部H6，其中第四弹性框架320和插件100的上表面彼此面对以彼此热结合；第七热结合部H7，其中第三弹性框架310的第三凹部314和插件100的侧面彼此面对以彼此热结合；以及第八热结合部H8，其中第三弹性框架310的第三凹部314和第四弹性框架320的侧面彼此面对以彼此热结合。
同时，在包括第三弹性框架310和第四弹性框架320的弹性框架310和320中，还设有入口歧管通孔和出口歧管通孔，以形成用以将反应气体和冷却剂引入到由插件100形成的反应面以及将反应气体和冷却剂从反应面排出的歧管。
例如，在第三弹性框架310的一个侧部中形成有第三入口歧管通孔311，反应气体和冷却剂经由该第三入口歧管通孔311被引入；在另一个侧部形成有第三出口歧管通孔312，反应气体和冷却剂经由该第三出口歧管通孔312被排出。
此外，包括第三弹性框架310和第四弹性框架320的弹性框架，也可设有用于与隔板气密密封的装置。
例如，在第三弹性框架310的下表面和上表面中的至少一个上，可沿插件100的外围区域形成围绕插件100的一个或多个第三突起密封件315。
同时，第四弹性框架320优选地由比第三弹性框架310弹性小的材料制成，以确保第三弹性框架310和第四弹性框架320之间具有牢固的紧密接触。
图5和图6是示出根据本发明的变型的用于燃料电池的弹性电池框架的主要部分的剖视图，其中可以改变形成弹性框架的一对片状弹性框架之间的界面形状，以提高它们之间的结合力。
如图5所示，一对片状弹性框架410和420的彼此面对的区域可被形成为弯曲形状，以增大它们之间的界面面积。
例如，弹性框架410和420包括：第五弹性框架410，其被设置成围绕插件100的边缘的下表面和侧面；以及第六弹性框架420，其被设置成围绕插件100的边缘的上表面和侧面。在这种情况下，第五弹性框架410的上表面和第六弹性框架420的下表面在插件100的外围区域彼此面对。
然而，第五弹性框架410的上表面不是平坦表面，而是曲面416，第六弹性框架420的下表面被形成为与第五弹性框架410的上表面对应的曲面426，使得第五弹性框架410的上表面与第六弹性框架420的下表面彼此面对，从而在其间形成弯曲的界面。
此外，如图6所示，一对片状弹性框架510和520的彼此面对的区域，可形成为互补的凹凸结构，以增大它们之间的界面面积。
例如，弹性框架510和520包括：第七弹性框架510，其被设置成围绕插件100的边缘的下表面和侧面；以及第八弹性框架520，其被设置成围绕插件100的边缘的上表面和侧面。在这种情况下，第七弹性框架510的上表面和第八弹性框架520的下表面在插件100的外围区域彼此面对。
然而，第七弹性框架510的上表面不是平坦表面，而是可包括凹凸结构，即，具有突起517和凹进518的结构，并且第八弹性框架520的下表面可以具有与形成在第七弹性框架510的上表面上的突起517和凹进518互补的凹进528和突起527，使得第七弹性框架510的上表面和第八弹性框架520的下表面彼此面对，从而在其间形成凹凸结构的界面。
下面描述制造如上所述构造的用于燃料电池的弹性电池框架的方法。
根据本发明的示例性实施方式的制造用于燃料电池的弹性电池框架的方法包括以下步骤：通过在膜电极组件110的相对两个表面的每一个表面结合气体扩散层120来提供插件100；提供一对片状弹性框架210和220；将插件100置于一对弹性框架210和220之间；以及在对一对弹性框架210和220施加热量的同时进行热结合，以将弹性框架210和220彼此热结合。
提供插件的步骤，是通过将膜电极组件110和气体扩散层120彼此结合来提供插件100。
此时，提供普通的膜电极组件作为膜电极组件110，其包括聚合物电解质膜以及分别形成在聚合物电解质膜的相对两个表面上的阴极和阳极。
此外，提供仅由基板制成的气体扩散层，或者由基板和形成在基板的一个表面上的微孔层(MPL)制成的普通气体扩散层作为气体扩散层120。
然后，通过将气体扩散层120层叠在膜电极组件110的相对两个表面的每个表面上来提供插件100，以制备插件100。
提供一对弹性框架的步骤，是提供设置在插件100的上表面和下表面上的片状弹性框架210和220的步骤。
此时，弹性框架210和220被设置成通过模制片状的热塑性弹性体，例如Thermoplastic Elastomer(TPE)来制备。优选地，通过注塑成型将热塑性弹性体模制为片状来提供弹性框架。
在布置步骤中，插件100被布置成使得插件100的边缘与一对弹性框架210和220重叠。优选地，插件100的边缘的侧面被布置成面对第一弹性框架210的第一反应面通孔213的内周面，同时插件100的边缘的下表面置于第一弹性框架210的凹部214上。此外，插件100的边缘的侧面被布置成面对第二弹性框架220的第二反应面通孔223的内周面，同时插件100的边缘的上表面置于第二弹性框架220的凹部224上。
结合步骤是通过弹性框架210和220的热结合而将一对弹性框架210和220与插件100彼此结合的步骤。
在此，热结合可以是热压结合、超声波结合、高频结合、振动结合、红外结合、辐射热结合、压延结合和激光结合中的任何一种。特别地，热结合优选为易于提供热量和压力的热压结合。
为此，将一对弹性框架210和220以及插件100置于热压模具中。此时，插件100被布置成插入到一对弹性框架210和220之间。
然后，通过对一对弹性框架210和220的与插件100的外围区域相对应的区域的全部或一部分进行加压，同时通过操作热压模具向其施加热量，将一对弹性框架210和220彼此结合，同时，将一对弹性框架210和220与插件100彼此结合。
因此，在没有单独的粘合部件的情况下，一对弹性框架210和220在它们之间的界面热结合，同时弹性框架210和220以及插件100结合在一起。
在这种情况下，为了确保一对弹性框架210和220与插件100之间的牢固结合，施加到一对弹性框架210和220的热量的温度要高于弹性框架210和220的熔点。
同时，如上所述构造的用于燃料电池的弹性电池框架与隔板一起构成燃料电池的单元电池。
换句话说，燃料电池的单元电池包括：插件，其具有膜电极组件和一对气体扩散层，该气体扩散层设置在膜电极组件的相对两个表面上并结合其上；弹性电池框架，其包括弹性框架，该弹性框架由一对片状弹性框架一体形成，一对片状弹性框架分别设置在插件的边缘的下表面和上表面上并且彼此热结合；以及一对隔板，其分别设置在电池框架的相对两个表面上，以引导反应气体和冷却剂的流动。
尽管已经参考附图和示例性实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此，而是仅由所附权利要求书来限定。因此，本领域普通技术人员将理解，在不脱离所附权利要求的技术精神和范围的情况下，还可以对实施方式进行各种修改和改变。
Claims (19)
1.一种燃料电池的单元电池的弹性电池框架，所述弹性电池框架包括：
插件，其包括膜电极组件和一对气体扩散层，所述一对气体扩散层设置在所述膜电极组件的相对两个表面上并结合到其上；以及
弹性框架，其包括彼此结合的一对弹性框架，
其中，所述一对弹性框架分别具有在所述插件的外围区域中设置在所述插件的边缘的下表面和上表面上的部分，并且
其中，无需单独的粘合部件，所述一对弹性框架通过热结合而彼此结合成一体，并且通过在所述插件与所述一对弹性框架之间的界面的热结合而分别形成热结合部。
2.如权利要求1所述的弹性电池框架，其中，所述热结合是热压结合、超声波结合、高频结合、振动结合、红外结合、辐射热结合、压延结合和激光结合中的任何一种。
3.如权利要求1所述的弹性电池框架，其中所述弹性框架包括：
片状的第一弹性框架，其被设置成围绕所述插件的边缘的下表面和侧面；以及
片状的第二弹性框架，其被设置成围绕所述插件的边缘的上表面和侧面，并且在所述插件的外围区域面对所述第一弹性框架的上表面。
4.如权利要求3所述的弹性电池框架，其中，所述第一弹性框架具有其中设置所述插件的第一反应面通孔，以及第一凹部，所述第一凹部布置在所述第一反应面通孔的内周面，并且所述第一凹部围绕所述插件的边缘的下表面和侧面；并且
所述第二弹性框架具有其中设置所述插件的第二反应面通孔，以及第二凹部，所述第二凹部布置在所述第二反应面通孔的内周面，并且所述第二凹部围绕所述插件的边缘的上表面和侧面。
5.如权利要求4所述的弹性电池框架，其中，在所述插件与所述第一弹性框架和所述第二弹性框架之间，所述弹性电池框架进一步包括：
第一热结合部，在所述第一热结合部中，所述第一弹性框架的上表面和所述第二弹性框架的下表面在所述插件的外围区域彼此结合；
第二热结合部，在所述第二热结合部中，所述第一弹性框架的第一凹部和所述插件的边缘的下表面彼此结合；
第三热结合部，在所述第三热结合部中，所述第二弹性框架的第二凹部和所述插件的边缘的上表面彼此结合；以及
第四热结合部，在所述第四热结合部中，所述第一凹部和所述第二凹部被结合到所述插件的侧面。
6.如权利要求3所述的弹性电池框架，其中，所述第一弹性框架包括：第一入口歧管通孔，其布置在所述第一弹性框架的一个侧部，使得反应气体和冷却剂通过所述第一入口歧管通孔被引入；以及第一出口歧管通孔，其布置在所述第一弹性框架的另一个侧部，使得反应气体和冷却剂通过所述第一出口歧管通孔被排出，并且
所述第二弹性框架包括：第二入口歧管通孔，其布置在所述第二弹性框架的一个侧部，以与所述第一入口歧管通孔流体连通；以及第二出口歧管通孔，其布置在所述第二弹性框架的另一个侧部，以与所述第一出口歧管通孔流体连通。
7.如权利要求3所述的弹性电池框架，其中，所述第一弹性框架的下表面和所述第二弹性框架的上表面中的至少一个上，设有至少一个突起密封件，以沿所述插件的外围区域围绕所述插件。
8.如权利要求1所述的弹性电池框架，其中所述弹性框架包括：
第三弹性框架，其被设置成围绕所述插件的边缘的下表面和侧面，并包括其中设置所述插件的第三反应面通孔，以及第三凹部，所述第三凹部布置在所述第三反应面通孔的内周面，并且所述第三凹部围绕所述插件的边缘的下表面和侧面；以及
第四弹性框架，其被设置成围绕所述插件的边缘的上表面并且在所述插件的边缘面对所述第三弹性框架的第三凹部的内周面。
9.如权利要求8所述的弹性电池框架，其中，在所述插件与所述第三弹性框架和所述第四弹性框架之间，所述弹性电池框架进一步包括：
第五热结合部，在所述第五热结合部中，所述第三弹性框架的第三凹部与所述插件的边缘的下表面彼此结合；
第六热结合部，在所述第六热结合部中，所述第四弹性框架和所述插件的边缘的上表面彼此结合；
第七热结合部，在所述第七热结合部中，所述第三弹性框架的第三凹部与所述插件的边缘的侧面彼此结合；以及
第八热结合部，在所述第八热结合部中，所述第三弹性框架的第三凹部与所述第四弹性框架的侧面彼此结合。
10.如权利要求8所述的弹性电池框架，其中，所述第三弹性框架包括：第三入口歧管通孔，其布置在所述第三弹性框架的一个侧部，使得反应气体和冷却剂通过所述第三入口歧管通孔被引入；以及第三出口歧管通孔，其布置在所述第三弹性框架的另一个侧部，使得反应气体和冷却剂通过所述第三出口歧管通孔被排出，并且
所述第四弹性框架的外周面和所述插件的外周面具有相同的大小。
11.如权利要求8所述的弹性电池框架，其中，所述第三弹性框架的下表面和上表面中的至少一个上，设有至少一个突起密封件，以沿所述插件的外围区域围绕所述插件。
12.如权利要求1所述的弹性电池框架，其中，构成所述弹性框架的一对弹性框架在所述一对弹性框架彼此面对的区域中分别具有曲面。
13.如权利要求1所述的弹性电池框架，其中，构成所述弹性框架的一对弹性框架在所述一对弹性框架彼此面对的区域中分别具有互补的凹凸结构。
14.如权利要求1所述的弹性电池框架，其中构成所述弹性框架的一对弹性框架包括热塑性弹性材料。
15.一种制造形成燃料电池堆的单元电池的弹性电池框架的方法，所述方法包括以下步骤：
通过在膜电极组件的相对两个表面中的每个表面结合气体扩散层来提供插件；
提供一对弹性框架；
将所述插件布置在所述一对弹性框架之间；以及
将所述一对弹性框架热结合成一体，通过对所述一对弹性框架施加热量的同时对其进行加压，以将所述一对弹性框架彼此热结合，
其中，在所述热结合的步骤中，无需单独的粘合部件，所述一对弹性框架通过热结合而彼此结合成一体，并且通过在所述插件与所述一对弹性框架之间的界面的热结合而分别形成热结合部。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述提供一对弹性框架的步骤包括：将热塑性弹性体模制成片状来提供所述一对弹性框架。
17.如权利要求15所述的方法，其中，所述热结合的步骤包括：通过在所述插件位于所述一对弹性框架之间的状态下对所述一对弹性框架施加热量的同时，对所述一对弹性框架的与所述插件的外围区域相对应的区域的全部或一部分进行加压，将所述一对弹性框架彼此结合。
18.如权利要求15所述的方法，其中，在所述热结合的步骤中，施加到所述一对弹性框架的热量的温度高于所述一对弹性框架的熔点。
19.一种燃料电池的单元电池，所述单元电池包括：
插件，其包括膜电极组件和一对气体扩散层，所述一对气体扩散层设置在所述膜电极组件的相对两个表面上并结合到其上；
弹性电池框架，其包括一对弹性框架，所述一对弹性框架彼此结合并且在所述插件的外围区域中分别设置在所述插件的边缘的下表面和上表面上；以及
一对隔板，其分别设置在所述弹性电池框架的相对两个表面上，以引导反应气体和冷却剂的流动，
其中，无需单独的粘合部件，所述一对弹性框架通过热结合而彼此结合成一体，并且通过在所述插件与所述一对弹性框架之间的界面的热结合而分别形成热结合部。
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