CN112582656B - 膜电极组件、燃料电池单电池及燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种膜电极组件，包括阳极气体扩散层、阴极气体扩散层、催化剂涂布膜、第一绝缘边框和第二绝缘边框，第一绝缘边框与阳极气体扩散层之间通过第一密封膜密封，第二绝缘边框与阴极气体扩散层之间通过第二密封膜密封，催化剂涂布膜的第一部分设置在第一密封膜的第一部分和第二密封膜的第一部分之间，第一密封膜的其余部分设在阳极气体扩散层上，第二密封膜的其余部分设在阴极气体扩散层上。一种燃料电池单电池，包括阳极板、阴极板和前述的膜电极组件。一种燃料电池，包括堆叠在一起的多个前述的单电池。本发明的结构具有耐久性好、稳定可靠性高、改善整个燃料电池电堆的受力均匀性、改善氢渗问题等优点。

Description

膜电极组件、燃料电池单电池及燃料电池

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种膜电极组件、燃料电池单电池及燃料电池。

背景技术

氢燃料电池作为一种能量转换装置，以其绿色无污染排放，能量转换效率高，功率密度高等一系列优点，已经成为新能源领域的研究热点。

作为氢燃料电池中两个最重要的核心部件之一的膜电极组件的性能直接决定了氢燃料电池的性能。而膜电极组件也主要由催化剂涂层膜，阴极气体扩散层，阳极气体扩散层和两片绝缘边框这五个部分层叠组成。层叠顺序为阳极气体扩散层，绝缘边框，催化剂涂层膜，绝缘边框和阴极气体扩散层。

相关技术主要是把阳极气体扩散层，绝缘边框，催化剂涂布膜，绝缘边框和阴极气体扩散层这五个部分层叠起来热压，保证阴极和阳极气体扩散层的边沿超过绝缘边框的内沿。但是这样还是难以有效保证催化剂涂布膜得到气体扩散层的保护，而且这种结构会导致气体扩散层一小部分压在绝缘边框上，导致该部分的膜电极组件的厚度远超过其他区域。另外原有的膜电极组件的绝缘边框和气体扩散层的交错区在原有的工艺中很难完全密封好，导致会有氢气分子直接渗透到空气侧。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种膜电极组件，包括阳极气体扩散层、阴极气体扩散层、催化剂涂布膜、第一密封膜、第二密封膜、第一绝缘边框和第二绝缘边框；

所述催化剂涂布膜设在所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层之间，所述催化剂涂布膜的边沿位于所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层中的每一者的边沿的外侧，以便所述催化剂涂布膜的第一部分向外伸出所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层之间；

所述催化剂涂布膜的所述第一部分的至少一部分设在所述第一密封膜的第一部分与所述第二密封膜的第一部分之间，所述第一密封膜的其余部分设在所述阳极气体扩散层上，所述第二密封膜的其余部分设在所述阴极气体扩散层上；

所述催化剂涂布膜的所述第一部分的至少一部分、所述第一密封膜的所述第一部分的至少一部分和所述第二密封膜的所述第一部分的至少一部分设在所述第一绝缘边框和所述第二绝缘边框之间。

根据本发明实施例的膜电极组件具有耐久性好、稳定可靠性高、厚度更加均匀、改善整个燃料电池电堆的受力均匀性、改善氢渗问题等优点。

在一些实施例中，所述第一密封膜是PI膜，所述第二密封膜是PI膜。

在一些实施例中，所述第一密封膜的厚度为0.04mm-0.06mm，所述第二密封膜的厚度为0.04mm-0.06mm。

在一些实施例中，所述第一密封膜的厚度为0.05mm，所述第二密封膜的厚度为0.05mm。

在一些实施例中，所述阳极气体扩散层具有第一表面、第二表面和第一侧面，所述第一表面和所述第二表面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上相对，所述第一侧面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上位于所述第一表面和所述第二表面之间，所述第二表面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上相对所述第一表面邻近所述催化剂涂布膜，其中所述第一密封膜的所述其余部分设在所述第一侧面和所述第一表面上；

所述阴极气体扩散层具有第三表面、第四表面和第二侧面，所述第三表面和所述第四表面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上相对，所述第二侧面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上位于所述第三表面和所述第四表面之间，所述第四表面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上相对所述第三表面邻近所述催化剂涂布膜，其中所述第二密封膜的所述其余部分设在所述第二侧面和所述第三表面上。

在一些实施例中，所述阳极气体扩散层、所述第一绝缘边框和所述催化剂涂布膜中的每一者与所述第一密封膜之间设有粘结层；所述阴极气体扩散层、所述第二绝缘边框和所述催化剂涂布膜中的每一者与所述第二密封膜之间设有粘结层。

在一些实施例中，所述第一密封膜和所述第二密封膜中的每一者为环形，所述第一密封膜和所述第二密封膜中的每一者的外沿和内沿均为矩形。

在一些实施例中，所述催化剂涂布膜的边沿位于所述第一密封膜和所述第二密封膜中的每一者的外边沿的外侧。

在一些实施例中，所述第一密封膜的宽度为2mm-3mm，所述第二密封膜32的宽度为2mm-3mm。

在一些实施例中，所述第一绝缘边框覆盖所述第一密封膜的所述第一部分的一部分，所述第二绝缘边框覆盖所述第二密封膜的所述第一部分的一部分。

本发明的实施例提出一种燃料电池单电池，包括阳极板、阴极板和膜电极组件，所述膜电极组件为根据本发明实施例所述的膜电极组件，所述膜电极组件设置在所述阳极板和所述阴极板之间。

根据本发明实施例的燃料电池单电池具有耐久性好、稳定可靠性高、改善整个燃料电池电堆的受力均匀性、改善氢渗问题等优点。

本发明的实施例提出一种燃料电池，包括堆叠在一起的多个单电池，所述单电池为根据本发明实施例所述的燃料电池单电池。

根据本发明实施例的燃料电池具有耐久性好、稳定可靠性高、改善整个燃料电池电堆的受力均匀性、改善氢渗问题等优点。

附图说明

图1是根据本发明实施例的膜电极组件的正面示意图。

图2是图1的A-A剖视结构示意图。

图3是图2中的B部放大结构示意图。

图4是根据本发明实施例的第一密封膜或第二密封膜的示意图。

附图标记：100是膜电极组件，11是第一绝缘边框，12是第二绝缘边框，21是阳极气体扩散层，211是第一表面，212是第二表面，213是第一侧面，22是阴极气体扩散层，221是第三表面，222是第四表面，223是第二侧面，31是第一密封膜，311是第一部分，32是第二密封膜，321是第一部分，4是催化剂涂布膜，41是第一部分。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的膜电极组件100。根据本发明实施例的膜电极组件100包括阳极气体扩散层21、阴极气体扩散层22、催化剂涂布膜4、第一密封膜31、第二密封膜32、第一绝缘边框11和第二绝缘边框12。

催化剂涂布膜4设在阳极气体扩散层21和阴极气体扩散层22之间。催化剂涂布膜4的边沿位于阳极气体扩散层21和阴极气体扩散层22中的每一者的边沿的外侧，以便催化剂涂布膜4的第一部分41向外伸出阳极气体扩散层21和阴极气体扩散层22之间。也就是说，阳极气体扩散层21和阴极气体扩散层22位于催化剂涂布膜4的第一部分41的内侧。

催化剂涂布膜4的该第一部分41的至少一部分设在第一密封膜31的第一部分311与第二密封膜32的第一部分321之间。第一密封膜31的其余部分设在阳极气体扩散层21上，第二密封膜32的其余部分设在阴极气体扩散层22上。换言之，阳极气体扩散层21的至少一部分和阴极气体扩散层22的至少一部分设在第一密封膜31和第二密封膜32之间，催化剂涂布膜4的该第一部分41的至少一部分设在第一密封膜31与第二密封膜32之间。

催化剂涂布膜4的该第一部分41的至少一部分、第一密封膜31的该第一部分311的至少一部分和第二密封膜32的该第一部分321的至少一部分设在第一绝缘边框11和第二绝缘边框12之间。

由于在燃料电池电堆长时间的工作运行中，膜电极组件会遭到损坏，主要的损坏就是由于气体分子高速的运动导致阳极气体扩散层的边缘和阴极气体扩散层的边缘被冲击损坏。从而导致之前被阳极气体扩散层和阴极气体扩散层保护的催化剂涂布膜被高速运动的气体分子冲击损坏，这是由于催化剂涂布膜没有很好的机械性能，很容易被高速运动的气体冲击损坏，进而导致膜电极组件损坏，严重影响燃料电池电堆的运行性能。

根据本发明实施例的膜电极组件100通过设置第一密封膜31和第二密封膜32，且使第一绝缘边框11与阳极气体扩散层21之间通过第一密封膜31密封以及第二绝缘边框12与阴极气体扩散层22之间通过第二密封膜32密封，从而当气体分子高速运动冲击阳极气体扩散层21的边缘区域和阴极气体扩散层22的边缘区域时，第一密封膜31和第二密封膜32能够有效地阻挡气体分子，以便保护气体扩散层21的边缘和阴极气体扩散层22的边缘不被冲击损坏，进而能够很好地保护催化剂涂布膜4的边缘不被冲击损坏，以便避免膜电极组件100被高速运动的气体分子损坏，有效提高膜电极组件100的耐久性和稳定可靠性。

另外由于原有的膜电极组件的阳极气体扩散层和催化剂涂布膜以及阴极气体扩散层和催化剂涂布膜之间均设有绝缘边框，导致膜电极组件的两个绝缘边框与阳极气体扩散层、催化剂涂布膜和阴极气体扩散层的重叠区域处的厚度远超膜电极组件的其他区域的厚度，造成整个膜电极组件的厚度均匀性差，给燃料电池电堆在压装过程中平面上的受力均匀带来挑战。

根据本发明实施例的膜电极组件100通过使第一绝缘边框11与阳极气体扩散层21之间利用第一密封膜31密封以及第二绝缘边框12与阴极气体扩散层22之间利用第二密封膜32密封，且使第一密封膜31的该第一部分311和第二密封膜32的该第一部分321位于第一绝缘边框11和第二绝缘边框12之间，从而使第一绝缘边框11和第二绝缘边框12不再与阳极气体扩散层21和阴极气体扩散层22重叠，即阳极气体扩散层21不需要压在第一绝缘边框11上以及阴极气体扩散层22不需要压在第二绝缘边框12上。

由此可以消除因阳极气体扩散层21、阴极气体扩散层22、第一绝缘边框11和第二绝缘边框12重叠而导致膜电极组件100的局部厚度过大，从而可以使膜电极组件100的各个区域的厚度更加均匀，在燃料电池电堆压装中可以改善整个燃料电池电堆的受力均匀性。

而且由于原有的膜电极组件的绝缘边框与阳极气体扩散层和阴极气体扩散层的重叠区（交错区）在原有的工艺中很难完全密封好，导致会有氢气分子直接渗透到空气侧。

由于根据本发明实施例的膜电极组件100的第一密封膜31与第一绝缘边框11的密封性以及与阳极气体扩散层21的密封性均较好、第二密封膜32与第二绝缘边框12的密封性以及与阴极气体扩散层22的密封性较好，从而使第一密封膜31能有效地将第一绝缘边框11和阳极气体扩散层21之间的间隙完全的密封好，同时使第二密封膜32能有效地将第二绝缘边框12和阴极气体扩散层22之间的间隙完全密封好，进而能比较好地改善氢渗问题。

因此，根据本发明实施例的膜电极组件100具有耐久性好、稳定可靠性高、厚度更加均匀、改善整个燃料电池电堆的受力均匀性、改善氢渗问题等优点。

可选地，第一密封膜31是PI膜，第二密封膜32是PI膜。PI膜具有优异的机械性能和粘结性，PI膜良好的机械强度使第一密封膜31和第二密封膜32能够更有效地保护阳极气体扩散层21的边缘和阴极气体扩散层22的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，从而能够更好的保护催化剂涂布膜4的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，进而可以更有效保证膜电极组件100的耐久性。

可选地，第一密封膜31的厚度为0.04mm-0.06mm，第二密封膜32的厚度为0.04mm-0.06mm。优选地，根据本发明实施例的膜电极组件100的第一密封膜31的厚度为0.05mm，第二密封膜32的厚度为0.05mm。由于第一密封膜31和第二密封膜32的厚度较小，从而能够使膜电极组件100中覆盖第一密封膜31和第二密封膜32的阳极气体扩散层21和阴极气体扩散层所在区域的厚度与未覆盖第一密封膜31和第二密封膜32的阳极气体扩散层21和阴极气体扩散层所在区域的厚度差别不大，从而能够保证膜电极组件100的各个区域的厚度更加均匀，在燃料电池电堆压装中可以改善整个燃料电池电堆的受力均匀性。

如图3所示，阳极气体扩散层21具有第一表面211、第二表面212和第一侧面213，第一表面211和第二表面212在阳极气体扩散层21的厚度方向上相对，第一侧面213在阳极气体扩散层21的厚度方向上位于第一表面211和第二表面212之间，第二表面212在阳极气体扩散层21的厚度方向上相对第一表面211邻近催化剂涂布膜4。其中，第一密封膜31的该其余部分设在第一侧面213和第一表面211上。

阴极气体扩散层22具有第三表面221、第四表面222和第二侧面223，第三表面221和第四表面222在阴极气体扩散层22的厚度方向上相对，第二侧面223在阴极气体扩散层22的厚度方向上位于第三表面221和第四表面222之间，第四表面222在阴极气体扩散层22的厚度方向上相对第三表面221邻近催化剂涂布膜4，其中第二密封膜32的其余部分设在第二侧面223和第三表面221上。

由此不仅可以使第一密封膜31更加牢固地贴合在阳极气体扩散层21上、第二密封膜32更加牢固地贴合在阴极气体扩散层22上，而且可以使第一密封膜31与阳极气体扩散层21和第一绝缘边框11之间形成迷宫密封结构、第二密封膜32与阴极气体扩散层22和第二绝缘边框12之间形成迷宫密封结构，从而使阳极气体扩散层21、第一绝缘边框11和催化剂涂布膜4中的每一者与第一密封膜31的连接强度更好，密封性更好，同时使阴极气体扩散层22、第二绝缘边框12和催化剂涂布膜4中的每一者与第二密封膜32的连接强度更好，密封性更好。

因此，第一密封膜31能够更有效地保护气体扩散层21的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，第二密封膜32能够更有效地保护阴极气体扩散层22的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，进而能够更好的保护催化剂涂布膜4的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，有效保证膜电极组件100的耐久性。同时使第一密封膜31能更有效地将第一绝缘边框11和阳极气体扩散层21之间的间隙完全的密封好，第二密封膜32能有更效地将第二绝缘边框12和阴极气体扩散层22之间的间隙完全密封好，进而能更好地改善氢渗问题。

另外在确保第一密封膜31与第一绝缘边框11和阳极气体扩散层21之间的密封性、连接牢固度以及第二密封膜32与第二绝缘边框12和阴极气体扩散层22之间的密封性、连接牢固度的情况下，能够减小第一密封膜31覆盖在第一气体扩散层21的第一表面211上的宽度以及第二密封膜32覆盖在第二气体扩散层22的第三表面221上的宽度，从而能够增加阳极气体扩散层21和阴极气体扩散层22的有效工作面积，进而提高单电池的工作性能。

阳极气体扩散层21、第一绝缘边框11和催化剂涂布膜4中的每一者与第一密封膜31之间设有粘结层，阴极气体扩散层22、第二绝缘边框12和催化剂涂布膜4中的每一者与第二密封膜32之间设有粘结层。由此使阳极气体扩散层21、第一绝缘边框11和催化剂涂布膜4中的每一者与第一密封膜31的连接强度更好，密封性更好，同时使阴极气体扩散层22、第二绝缘边框12和催化剂涂布膜4中的每一者与第二密封膜32的连接强度更好，密封性更好。

从而使第一密封膜31能够更有效地保护气体扩散层21的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，第二密封膜32能够更有效地保护阴极气体扩散层22的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，进而能够更好的保护催化剂涂布膜4的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，有效保证膜电极组件100的耐久性。同时使第一密封膜31能更有效地将第一绝缘边框11和阳极气体扩散层21之间的间隙完全的密封好，第二密封膜32能有更效地将第二绝缘边框12和阴极气体扩散层22之间的间隙完全密封好，进而能更好地改善氢渗问题。

如图4所示，第一密封膜31和第二密封膜32中的每一者为环形。其中本实施例中环形的第一密封膜31和环形的第二密封膜32的外轮廓（外沿）和内轮廓（内沿）均为矩形。

优选地，第一密封膜31的宽度为2mm-3mm。第二密封膜32的宽度为2mm-3mm。由此可以在确保第一密封膜31与第一绝缘边框11和阳极气体扩散层21之间的密封性、连接牢固度以及第二密封膜32与第二绝缘边框12和阴极气体扩散层22之间的密封性、连接牢固度的情况下，减小第一密封膜31的宽度和第二密封膜32的宽度，进而可以减小第一密封膜31的材料用量和第二密封膜32的材料用量，以便降低膜电极组件100的制造成本。另外第一密封膜31尽量少地覆盖阳极气体扩散层21、第二密封膜32尽量少地覆盖阴极气体扩散层22，也能够增加阳极气体扩散层21和阴极气体扩散层22的有效工作面积，进而提高单电池的工作性能。

如图3所示，催化剂涂布膜4的边沿位于第一密封膜31和第二密封膜32中的每一者的外边沿的外侧。由此可以使催化剂涂布膜4更牢固地设置在第一密封膜31和第二密封膜32之间。

第一绝缘边框11覆盖第一密封膜31的第一部分311的一部分，第二绝缘边框12覆盖第二密封膜32的第一部分321的一部分。

也就是说，第一绝缘边框11与阳极气体扩散层21之间有一定间隙，从而阳极气体扩散层21能够可靠地放在第一绝缘边框11内框里，以便能更可靠地保证密封时阳极气体扩散层21不压在第一绝缘边框11上。进而能更有效地保证整个膜电极组件100的厚度更加均匀，在燃料电池电堆压装中可以改善整个燃料电池电堆的受力均匀性。

同理，第二绝缘边框12与阴极气体扩散层22之间有一定间隙，从而阴极气体扩散层22能够可靠地放在第二绝缘边框12内框里，以便能更可靠地保证阴极气体扩散层22不压在第二绝缘边框12上。进而能更有效地保证整个膜电极组件100的厚度更加均匀，在燃料电池电堆压装中可以改善整个燃料电池电堆的受力均匀性。

本发明的实施例提出一种燃料电池单电池，包括阳极板、阴极板和膜电极组件，膜电极组件为根据本发明实施例前面描述的膜电极组件100，膜电极组件100设置在阳极板和阴极板之间。

根据本发明实施例的燃料电池单电池具有耐久性好、稳定可靠性高、改善整个燃料电池电堆的受力均匀性、改善氢渗问题等优点。

本发明的实施例提出一种燃料电池，包括堆叠在一起的多个单电池，单电池为根据本发明实施例前面描述的燃料电池单电池。

根据本发明实施例的燃料电池具有耐久性好、稳定可靠性高、改善整个燃料电池电堆的受力均匀性、改善氢渗问题等优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种膜电极组件，其特征在于，包括：

阳极气体扩散层和阴极气体扩散层；

催化剂涂布膜，所述催化剂涂布膜设在所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层之间，所述催化剂涂布膜的边沿位于所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层中的每一者的边沿的外侧，以便所述催化剂涂布膜的第一部分向外伸出所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层之间；

第一密封膜和第二密封膜，所述催化剂涂布膜的所述第一部分的至少一部分设在所述第一密封膜的第一部分与所述第二密封膜的第一部分之间，所述第一密封膜的其余部分设在所述阳极气体扩散层上，所述第二密封膜的其余部分设在所述阴极气体扩散层上；以及

第一绝缘边框和第二绝缘边框，所述催化剂涂布膜的所述第一部分的至少一部分、所述第一密封膜的所述第一部分的一部分和所述第二密封膜的所述第一部分的一部分设在所述第一绝缘边框和所述第二绝缘边框之间；

第一绝缘边框和所述第二绝缘边框在所述膜电极组件的厚度方向与所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层没有重叠区域。

2.根据权利要求1所述的膜电极组件，其特征在于，所述第一密封膜是PI膜，所述第二密封膜是PI膜。

3.根据权利要求1所述的膜电极组件，其特征在于，所述第一密封膜的厚度为0.04mm-0.06mm，所述第二密封膜的厚度为0.04mm-0.06mm。

4.根据权利要求3所述的膜电极组件，其特征在于，所述第一密封膜的厚度为0.05mm，所述第二密封膜的厚度为0.05mm。

5.根据权利要求1所述的膜电极组件，其特征在于，

所述阳极气体扩散层具有第一表面、第二表面和第一侧面，所述第一表面和所述第二表面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上相对，所述第一侧面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上位于所述第一表面和所述第二表面之间，所述第二表面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上相对所述第一表面邻近所述催化剂涂布膜，其中所述第一密封膜的所述其余部分设在所述第一侧面和所述第一表面上；

所述阴极气体扩散层具有第三表面、第四表面和第二侧面，所述第三表面和所述第四表面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上相对，所述第二侧面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上位于所述第三表面和所述第四表面之间，所述第四表面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上相对所述第三表面邻近所述催化剂涂布膜，其中所述第二密封膜的所述其余部分设在所述第二侧面和所述第三表面上。

6.根据权利要求1所述的膜电极组件，其特征在于，所述阳极气体扩散层、所述第一绝缘边框和所述催化剂涂布膜中的每一者与所述第一密封膜之间设有粘结层；所述阴极气体扩散层、所述第二绝缘边框和所述催化剂涂布膜中的每一者与所述第二密封膜之间设有粘结层。

7.根据权利要求1所述的膜电极组件，其特征在于，所述第一密封膜和所述第二密封膜中的每一者为环形，所述第一密封膜和所述第二密封膜中的每一者的外沿和内沿均为矩形。

8.根据权利要求7所述的膜电极组件，其特征在于，所述催化剂涂布膜的边沿位于所述第一密封膜和所述第二密封膜中的每一者的外边沿的外侧。

9.根据权利要求7所述的膜电极组件，其特征在于，所述第一密封膜的宽度为2mm-3mm，所述第二密封膜32的宽度为2mm-3mm。

10.一种燃料电池单电池，其特征在于，包括阳极板、阴极板和膜电极组件，所述膜电极组件为根据权利要求1-9中任一条所述的膜电极组件，所述膜电极组件设置在所述阳极板和所述阴极板之间。

11.一种燃料电池，其特征在于，包括堆叠在一起的多个单电池，所述单电池为根据权利要求10所述的燃料电池单电池。

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