CN113241460B - 质子交换膜燃料电池单体及其制造方法 - Google Patents

质子交换膜燃料电池单体及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种质子交换膜燃料电池单体制造方法，其从制造质子交换膜燃料电池单体的角度出发，解决质子交换膜燃料电池单体的阳极和阴极之间的气密性问题，从而将膜电极组件组装整合进质子交换膜燃料电池单体的制造步骤，从而从整体上改进质子交换膜燃料电池单体的制造工艺。

Description

质子交换膜燃料电池单体及其制造方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池单体。本发明还进一步涉及一种质子交换膜燃料电池单体制造方法。
背景技术
燃料电池(或燃料电池堆)可通过电化学反应，将燃料中的化学能直接转变成电能。然而，单个燃料电池(或燃料电池单体)能够提供的电压和输出功率较低。因此，在实际应用中，一般将多个燃料电池单体堆叠在一起，以形成能够提供高电压和大功率的燃料电池堆(或燃料电池电堆)。
燃料电池单体，如质子交换膜燃料电池单体包括阳极板(或阳极流场板)、膜电极组件和阴极板(或阴极流场板)，其中该膜电极组件进一步包括阳极气体扩散层、质子交换膜、阴极气体扩散层和和附着在该质子交换膜的催化剂层。氢气或含氢气的混合气体通过阳极板的流场被提供，并通过阳极气体扩散层扩散至该质子交换膜的阳极侧，氧气或含氧气的混合气体通过阴极板的流场被提供，并通过阴极气体扩散层扩散至该质子交换膜的阴极侧。在燃料电池内部，质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，使得质子经过膜从阳极到达阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流。相应地，质子交换膜具有防止电池阴阳极接触，避免两极燃料直接反应，传输氢质子和阻隔电子，确保电子从外电路传输的作用。换句话说，燃料电池单体的结构应确保燃料电池单体的阳极和阴极之间的气密性，以防止氢气或含氢气的混合气体直接流向阴极和防止氧气或含氧气的混合气体直接流向阳极。同时，为了确保燃料电池单体的正常运行，其阳极和阴极还应分别相对于外界环境密封，以防止气体泄漏至外界环境中。另外，质子交换膜也是膜电极组件中最贵、最脆弱的部件，容易损坏。
申请号为CN202011477006.X的中国发明专利公开了一种质子交换膜燃料电池新型膜电极结构的制备方法，其中该发明专利提供的膜电极结构在制备时，需将保护边框贴在质子交换膜的两侧后热压和将封装边框分别贴在阳极气体扩散层和阴极扩散层后，再次热压。换句话说，该发明专利通过两侧保护边框与质子交换膜的热压和两侧封装边框与气体扩散层的热压，以确保质子交换膜燃料电池新型膜电极结构的气密性。该发明专利公开的质子交换膜燃料电池新型膜电极结构的制备方法具有诸多缺陷：首先，该发明专利公开的质子交换膜燃料电池新型膜电极结构的制备方法的工艺复杂，热压次数过多(至少两次)，容易使质子交换膜的结构被破坏和导致膜电极组件的良品率降低。其次，保护边框和质子交换膜一起热压时，需要将质子交换膜两侧的保护边框对齐，以避免质子交换膜局部受力。然而，在实际应用中，要将质子交换膜两侧的保护边框完全对齐，相当困难，此工艺步骤显著降低膜电极组件的良品率。再次，该发明专利公开的质子交换膜燃料电池膜电极结构的制备方法制得的膜电极组件的两端在燃料电池单体制备过程中，需要进一步的注胶以与相应的极板之间实现密封。然而，该发明专利提供的质子交换膜燃料电池膜电极的封装边框与保护边框之间存在缝隙，影响注胶密封效果。最后，在燃料电池单体制备和进一步注胶密封时，该发明专利提供的质子交换膜燃料电池膜电极的保护边框和质子交换膜之间的密封可能会受到影响。
申请号为CN201680017562.4的中国发明专利公开了一种用于固态聚合物电解质燃料电池的密封件，其中该发明专利公开的密封膜电极组件的方法通过设置围绕膜电极组件外围的框架，然后通过框架上的通孔将流动性密封材料注入和实现密封。该发明专利公开的密封膜电极组件的方法具有诸多缺陷：首先，该发明专利公开的密封膜电极组件的方法先将框架与质子交换膜粘合(或热压、压合)在一起，然后再注胶密封，注胶过程容易降低框架与质子交换膜之间的粘合强度。其次，质子交换膜两侧均设有框架且两侧框架需要对齐。再次，流体密封材料通过框架上的通孔注入密封区34b，然而在注胶过程中，流动的密封材料需要被施加相当大的压力，从而使密封材料很容易从所述通孔的位置被挤压至两侧的框架之间。最后，若因注胶不合格而出现不合格品，由于框架与质子交换膜已预先热压成型，导致质子交换膜无法回收和再利用。因此，在无法保证较高的注胶良品率的情况下，该方法成本较高。
申请号为CN201880057379.6的中国发明专利公开了一种用于燃料电池堆的组件、燃料电池堆和用于制造该组件的方法，其中该发明专利公开的用于燃料电池堆的组件的一侧气体扩散层被设置在框架和质子交换膜之间。换句话说，该组件的制造方法中，膜电极装置是预先成型的，其中膜电极装置包括膜和布置在膜两侧的气体扩散层，气体扩散层先与膜粘接压合，然后再将框架粘接至膜电极装置和极板。该方法的缺陷在于：首先，由于气体扩散层为多孔质、纤维结构，剪切成型后其边缘容易形成竖起的毛刺，直接使气体扩散层粘接压合于膜的两侧容易将膜刺破。因而，在一些方案中，需要增加对毛刺进行预处理的步骤，如将气体扩散层置于两个平面压板之间受压，以将竖起的毛刺压平。其次，先将气体扩散层与膜粘接压合，使得该膜多受压一次，增大了该膜破损的风险。
此外，包括上述专利在内的解决燃料电池单体的阳极、阴极的气密性的技术方案大多局限在膜电极组件被单独制造这一前提，而未能从燃料电池单体的制造的高度出发来考虑和解决燃料电池单体的阳极、阴极的气密性问题。然而，燃料电池单体才是燃料电池堆的最小和最重要的功能单位。这导致燃料电池单体的阳极、阴极的气密性的实现变得困难、制造工艺复杂，制造成本高昂和良品率过低。
发明内容
本发明的主要优势在于提供一种质子交换膜燃料电池单体制造方法，其从制造整个质子交换膜燃料电池单体的角度出发，解决质子交换膜燃料电池单体的阳极和阴极的气密性问题，从而将膜电极组件的组装步骤拆解、优化和重组后，整合进质子交换膜燃料电池单体的制造步骤，从而从整体上改进质子交换膜燃料电池单体的制造工艺。
本发明的其它目的和特点通过下述的详细说明得以充分体现。
相应地，依本发明，具有至少一个前述优势的本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法包括下述步骤：
将第一气体扩散层压合在第一流场板的通道侧和将第二气体扩散层压合在第二流场板的通道侧；
附着第一密封胶在边框的第一密封部和附着第二密封胶在该第二流场板的通道侧，然后粘合该边框的第二密封部在膜组件的外缘；和
再然后，堆叠该第一流场板、该第一气体扩散层、该边框、该膜组件、该第二气体扩散层和该第二流场板在一起，并压合，其中该边框的该第二密封部和该膜组件均被设置在该第一气体扩散层和该第二气体扩散层之间。
依本发明另一方面，本发明进一步提供另一种质子交换膜燃料电池单体制造方法，其包括下述步骤将第一气体扩散层压合在第一流场板的通道侧和将第二气体扩散层压合在第二流场板的通道侧；
附着第一密封胶至边框的第一密封部的一侧和附着第二密封胶在该边框的该第一密封部的相反一侧，然后，粘合该边框的第二密封部在膜组件的外缘；和再然后，堆叠该第一流场板、该第一气体扩散层、该边框、该膜组件、该第二气体扩散层和该第二流场板在一起，其中该边框的该第二密封部和该膜组件均被设置在该第一气体扩散层和该第二气体扩散层之间。
依本发明另一方面，本发明进一步提供一种质子交换膜燃料电池单体，其包括：
第一流场板；
第二流场板；和
膜电极组件，其中该膜电极组件被设置在该第一流场板的通道侧和该第二流场板的通道侧之间，其中该膜电极组件包括第一气体扩散层、第二气体扩散层、膜组件和边框，其中该膜电极组件的该膜组件被设置在该第一气体扩散层和该第二气体扩散层之间，该第一气体扩散层被压合在该第一流场板的通道侧，该第二气体扩散层被压合在该第二流场板的通道侧，其中该边框形成一个第一密封部和一个第二密封部，其中该边框的该第一密封部被气密封地设置在该第一流场板的通道侧和该第二流场板的通道侧之间，该第二密封部被气密封地粘合在该膜组件的外缘。
结合下述描述和说明书附图，本发明上述的和其它的优势将得以充分体现。
本发明上述的和其它的优势和特点，通过下述对本发明的详细说明和说明书附图得以充分体现。
附图说明
图1A是根据本发明实施例的燃料电池单体的立体示意图。
图1B是根据本发明实施例的燃料电池单体的装配示意图。
图2A显示的是根据本发明实施例的燃料电池单体的第一流场板和第一气体扩散层。
图2B显示的是根据本发明实施例的燃料电池单体的该第一气体扩散层被压合在该第一流场板的通道侧。
图3A显示的是根据本发明实施例的燃料电池单体的第二流场板和第二气体扩散层。
图3B显示的是根据本发明实施例的燃料电池单体的该第二气体扩散层被压合在该第二流场板的通道侧。
图4A显示的是根据本发明实施例的燃料电池单体的膜电极组件的边框和膜组件的结构示意图。
图4B显示的是根据本发明实施例的燃料电池单体的膜电极组件的边框附着在膜组件。
图5A显示的是根据本发明实施例的燃料电池单体的膜电极组件的第一密封胶和第二密封胶的附着方式。
图5B显示的是根据本发明实施例的燃料电池单体的膜电极组件的第一密封胶和第二密封胶的另一种附着方式。
图6显示的是根据本发明实施例的燃料电池单体的一种可选实施。
图7A是根据本发明实施例的质子交换膜燃料电池单体制造方法的流程图。
图7B是根据本发明实施例的另一质子交换膜燃料电池单体制造方法的流程图。
具体实施方式
以下描述被提供以使本领域普通技术人员能够实现本发明。本领域普通技术人员可以想到其它显而易见的替换、修改和变形。因此，本发明所保护范围不应受到本文所描述的示例性的实施方式的限制。
本领域普通技术人员应该理解，除非本文中特地指出，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。
本领域普通技术人员应该理解，除非本文中特地指出，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等所指代的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所涉及的装置或元件必须具有特定的方位或位置。因此，上述术语不应理解为对本发明的限制。
参考附图之图1A至图5A、图7A，基于本发明目的，本发明提供一种改进的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其从制造整个质子交换膜燃料电池单体的角度出发，解决质子交换膜燃料电池单体的阳极、阴极的气密性问题，从而将膜电极组件制造步骤拆解、优化和重组后，整合进质子交换膜燃料电池单体的制造步骤，而不是像现有绝大多数质子交换膜燃料电池单体制造方法那样，将膜电极组件的制造自质子交换膜燃料电池单体制造方法中割裂和独立出来。
如附图之图1A至图5A、图7A所示，在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法中，制造商或操作人员可先附着第一密封胶31在边框24的第一密封部241和附着第二密封胶32在该第二流场板12的通道侧121，然后粘合该边框24的第二密封部242在膜组件23的外缘230，并将第一气体扩散层21压合在第一流场板11的通道侧111和将第二气体扩散层22压合在第二流场板12的通道侧121。因此，在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法中，本发明质子交换膜燃料电池单体仅采用单个边框24，且密封胶附着(如，注塑)在该边框24的步骤在该边框24粘合在该膜组件23之前。可以理解，将第一密封胶31附着在边框24的第一密封部241和将第二密封胶32附着在该第二流场板12的通道侧121的方法有多种。如注塑、滴灌、点注、注射、注入等。如在注塑密封胶时，为了确保密封效果，密封胶在注塑过程中往往被施加高压和高温，若先粘合该边框24与该膜组件23，然后再附着密封胶于该边框24，由于该边框24受力和该边框24与该膜组件23之间的粘合剂受热，该边框24与该膜组件23之间的粘合强度有可能受到影响。密封胶的附着步骤在该边框24与该膜组件23粘合之前，可防止密封胶的附着影响，甚至是破坏该边框24与该膜组件23之间的粘合强度。此外，本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法仅使用单个边框24，则在质子交换膜燃料电池单体制造过程中，不但不再需要对齐该膜组件23两侧的边框24的工艺步骤，还避免了该膜组件23在其两侧的边框24错开时，受力不均时可能导致的损伤。在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法中，将第一气体扩散层21压合在第一流场板11的通道侧111和将第二气体扩散层22压合在第二流场板12的通道侧121也有传统制造方法所不具有的优势。在传统的使膜电极组件20单独制造的工艺步骤中，膜组件23被预先压合在该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22之间。相应地，膜组件23多受压一次，增大了该膜组件23破损的风险。此外，该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22多通过剪切成型，其边缘具有竖起的毛刺或较锋利结构。在传统的制造步骤中，为了防止该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22损坏膜组件23，需要预先对该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22的边缘进行去毛刺处理或压平处理(如将气体扩散层置于两个平面压板之间受压，以将竖起的毛刺或锋利结构压平)，之后再将膜组件23压合在该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22之间。而在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法中，该第一气体扩散层21先被压合在该第一流场板11的该通道侧111，该第二气体扩散层22先被压合在该第二流场板12的该通道侧121。可以理解的是，该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22被分别压合在该第一流场板11和该第二流场板12的过程中，该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22的边缘的毛刺或锋利结构在压合过程中被压平，其中该第一流场板11充当了压平该第一气体扩散层21的毛刺的一个压板，该第二流场板12充当了压平该第二气体扩散层22的毛刺的一个压板。也就是说，通过将气体扩散层与流场板预先压合的一个步骤，同时实现了以下两个目的：其一是将气体扩散层限位固定，便于进行后续的步骤；其二是利用流场板作为一个压板将气体扩散层边缘的毛刺压平。相应地，该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22不再需要独立的压平步骤。因此，该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22的独立压合步骤被整合进质子交换膜燃料电池单体制造方法。本领域技术人员可以理解，该第一流场板11的流场通道(或反应气体扩散通道)被设置在该第一流场板11的通道侧111，该第二流场板12的流场通道(或反应气体扩散通道)被设置在该第二流场板12的通道侧121。如附图之图1A至图5A所示，在本文中，本发明质子交换膜燃料电池单体的膜组件23包括质子交换膜和附着在该质子交换膜的催化剂层。
如附图之图1A至图5A、图7A所示，在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法中，该第一气体扩散层21被压合在该第一流场板11的该通道侧111，该第二气体扩散层22被压合在该第二流场板12的该通道侧121，该第一密封胶31被附着在该边框24的第一密封部241，该第二密封胶32被附着在该第二流场板12的通道侧121，且该边框24的该第二密封部242与该膜组件23的外缘230相粘合后，堆叠该第一流场板11、该第一气体扩散层21(已附着在该第一流场板11的该通道侧111)、该边框24、该膜组件23、该第二气体扩散层22(已附着在该第二流场板12的该通道侧121)和该第二流场板12在一起，并压合，其中该边框24的该第二密封部242和该膜组件23均被设置在该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22之间。可以理解，该第一密封胶31和该第二密封胶32受压后分别形成密封胶层25。质子交换膜燃料电池单体的膜组件23较为昂贵。本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法可避免质子交换膜燃料电池单体制造过程中损坏该膜组件23，且不会因为注胶不合格而导致膜组件23无法回收利用造成的成本大幅度上升。因此，当该第一密封胶31被附着在该边框24的第一密封部241后，检测该第一密封胶31是否被合格附着在该边框24的第一密封部241，仅在该第一密封胶31合格附着在该边框24时，才能将该边框24粘合至该膜组件23。相应地，在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法中，注胶不合格时不会造成膜组件23的不必要的浪费。
进一步地，在检测该第一密封胶31是否被合格附着在该边框24的第一密封部241步骤中，可包括至少以下步骤：检测该第一密封胶31是否完整成型；检测该第一密封胶31是否牢靠地附着在该边框24的第一密封部241；检测该第一密封胶31的厚度是否在预设胶体厚度范围内；检测该边框24是否破损。
如附图之图1A至图5A、图7A所示，在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法中，当附着第一密封胶31在边框24的第一密封部241，附着第二密封胶32在该第二流场板12的通道侧121，然后粘合该边框24的第二密封部242在膜组件23的外缘230；和将第一气体扩散层21压合在第一流场板11的通道侧111和将第二气体扩散层22压合在该第二流场板12的通道侧121后，堆叠该第一流场板11、该第一气体扩散层21、该边框24、该膜组件23、该第二气体扩散层22和该第二流场板12在一起，并压合，其中该边框24的该第二密封部242和该膜组件23均被设置在该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22之间。相应地，该第一密封胶31和该第二密封胶32分别形成位于该边框24和该第一流场板11之间的密封胶层25和位于该边框24和该第二流场板12之间的密封胶层25。
相应地，如附图之图1A至图5A、图7A所示，依本发明实施例，本发明提供一种质子交换膜燃料电池单体制造方法，其包括下述步骤：
将第一气体扩散层压合在第一流场板的通道侧和将第二气体扩散层压合在该第二流场板的通道侧；
附着第一密封胶在边框的第一密封部和附着第二密封胶在第二流场板的通道侧，然后粘合该边框的第二密封部在膜组件的外缘；和
再然后，堆叠该第一流场板、该第一气体扩散层、该边框、该膜组件、该第二气体扩散层和该第二流场板在一起，并压合，其中该边框的该第二密封部和该膜组件均被设置在该第一气体扩散层和该第二气体扩散层之间。
附图之图1A至图4B、图5B、图7B所示的依本发明实施例的质子交换膜燃料电池单体制造方法的一种可选实施，其中在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法的该可选实施中，该第一密封胶31和该第二密封胶32分别被附着(如注塑)在该边框24的该第一密封部242的相对两侧后，粘合该边框24的该第二密封部242在该膜组件23的外缘230，该第一气体扩散层21被压合在该第一流场板11的该通道侧111，该第二气体扩散层22被压合在该第二流场板12的该通道侧121。因此，本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法的该可选实施也仅采用单个边框24，且密封胶附着(或附着)在该边框24的步骤在该边框24粘合在该膜组件23之前。
如附图之图1A至图4B、图5B、图7B所示，在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法的该可选实施中，该第一气体扩散层21被压合在该第一流场板11的该通道侧111，该第二气体扩散层22被压合在该第二流场板12的该通道侧121，该第一密封胶31被附着在该边框24的该第一密封部241的一侧，该第二密封胶32被附着在该边框24的该第一密封部241的另一相对侧，且在该边框24的该第二密封部242与该膜组件23的外缘230相粘合后，堆叠该第一流场板11、该第一气体扩散层21(已附着在该第一流场板11的该通道侧111)、该边框24、该膜组件23、该第二气体扩散层22(已附着在该第二流场板12的该通道侧121)和该第二流场板12在一起，并压合，其中该边框24的该第二密封部242和该膜组件23均被设置在该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22之间。可以理解，该第一密封胶31和该第二密封胶32分别形成密封胶层25。
如附图之图1A至图4B、图5B、图7B所示，在本发明质子交换膜燃料电池单体制造方法中，当附着第一密封胶31在边框24的第一密封部241两相对侧，然后粘合该边框24的第二密封部242在膜组件23的外缘230；和将第一气体扩散层21压合在第一流场板11的通道侧111和将第二气体扩散层22压合在该第二流场板12的通道侧121后，堆叠该第一流场板11、该第一气体扩散层21、该边框24、该膜组件23、该第二气体扩散层22和该第二流场板12在一起，并压合，其中该边框24的该第二密封部242和该膜组件23均被设置在该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22之间。相应地，该第一密封胶31和该第二密封胶32分别形成位于该边框24和该第一流场板11之间的密封胶层25和位于该边框24和该第二流场板12之间的密封胶层25。
如附图之图1A至图4B、图5B、图7B所示，依本发明实施例，本发明进一步提供一种质子交换膜燃料电池单体，其包括一个第一流场板11、一个第二流场板12和一个膜电极组件20，其中该膜电极组件20被设置在该第一流场板11的通道侧111和该第二流场板12的通道侧121之间。本领域技术人员可以理解，该第一流场板11的流场通道(或反应气体扩散通道)被设置在该第一流场板11的通道侧111，该第二流场板12的流场通道(或反应气体扩散通道)被设置在该第二流场板12的通道侧121。可以理解，该第一流场板11和该第二流场板12分别为本发明质子交换膜燃料电池单体的阳极流场板和阴极流场板。例如，当该第一流场板11为阳极流场板时，该第二流场板12为阴极流场板。或者，该第一流场板11为阴极流场板，该第二流场板12为阳极流场板。示例性地，依本发明实施例的质子交换膜燃料电池单体的该第一流场板11为阴极流场板，该第二流场板12为阳极流场板。示例性地，附图之图6显示的是依本发明实施例的质子交换膜燃料电池单体的一种可选实施，其中该质子交换膜燃料电池单体的第一流场板11和相邻质子交换膜燃料电池单体的第二流场板12预先组装形成一个流场板组10，然后再将第一气体扩散层21和第二气体扩散层22分别压合在该第一流场板11和该第二流场板12，然后再将膜组件23和单个边框24设置在相邻两个流场板组10之间。
如附图之图1A至图4B、图5B、图7B所示，依本发明实施例的质子交换膜燃料电池单体的该膜电极组件20包括一个第一气体扩散层21、一个第二气体扩散层22、一个膜组件23和单个边框24，其中该膜组件23被设置在该第一气体扩散层21和该第二气体扩散层22之间，该第一气体扩散层21被压合在该第一流场板11的通道侧111，该第二气体扩散层22被压合在该第二流场板12的通道侧121，其中该边框24形成一个第一密封部241和一个第二密封部242，其中该边框24的该第一密封部241被气密封地设置在该第一流场板11的通道侧111和该第二流场板12的通道侧121之间，该第二密封部242被气密封地粘合在该膜组件23的外缘230。本领域技术人员可以理解，该边框24的该第一密封部241可通过密封胶被气密封地设置在该第一流场板11的通道侧111和该第二流场板12的通道侧121之间。相应地，密封胶可预先设置在该边框24的该第一密封部241的两侧。优选地，密封胶分别被预先附着在该边框24的该第一密封部241的一侧和与该边框24的该第一密封部241的另一侧相对应的流场板。值得注意的是，由于，依本发明实施例的质子交换膜燃料电池单体的该膜电极组件20具有单个边框24，无需再像具有双边框结构的质子交换膜燃料电池膜电极组件那样，需要对齐膜组件23两侧的边框，降低了制造难度。同时，也避免了双边框质子交换膜燃料电池膜电极组件在边框对齐失败时，损伤膜组件23导致的良品率降低。
如附图之图1A至图4B、图5B、图7B所示，依本发明实施例的质子交换膜燃料电池单体的该膜电极组件20进一步包括两个密封胶层25，其中该密封胶层25被分别设置在该边框24的该第一密封部241的两相对侧。相应地，依本发明实施例的质子交换膜燃料电池单体的该膜电极组件20被密封设置在该第一流场板11和该第二流场板12之间。优选地，该膜电极组件20的该边框24的该第二密封部242被设置在该膜组件23和该第一气体扩散层21之间。可选地，该边框24的该第二密封部242被设置在该膜组件23和该第二气体扩散层22之间。
如附图之图1A至图4B、图5B、图7B所示，依本发明实施例的质子交换膜燃料电池单体的该膜电极组件20的该边框24进一步包括一个间隔部243，其中该间隔部243延伸在该第一密封部241和该第二密封部242之间，该膜电极组件20的该边框24的该间隔部243将该第一密封部241和该第二密封部242相隔开。
相应地，如附图之图1A至图4B、图5B、图7B所示，依本发明实施例，本发明提供另一种质子交换膜燃料电池单体制造方法，其包括下述步骤：
将第一气体扩散层压合在第一流场板的通道侧和将第二气体扩散层压合在第二流场板的通道侧；
附着第一密封胶至边框的第一密封部的一侧和附着第二密封胶在该边框的该第一密封部的相反一侧，然后，粘合该边框的第二密封部在膜组件的外缘；和再然后，堆叠该第一流场板、该第一气体扩散层、该边框、该膜组件、该第二气体扩散层和该第二流场板在一起，其中该边框的该第二密封部和该膜组件均被设置在该第一气体扩散层和该第二气体扩散层之间。
本领域普通技术人员应该理解，上述描述和附图所示的实施方式仅仅是为了示例性地解释本发明，而不是对本发明的限制。所有在本发明精神之内的等同实施、修改和改进均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，包括下述步骤：
将第一气体扩散层压合在第一流场板的通道侧和将第二气体扩散层压合在第二流场板的通道侧；
附着第一密封胶在边框的第一密封部和附着第二密封胶在第二流场板的通道侧，然后粘合该边框的第二密封部在膜组件的外缘；和
再然后，堆叠该第一流场板、该第一气体扩散层、该边框、该膜组件、该第二气体扩散层和该第二流场板在一起，并压合，其中该边框的该第二密封部和该膜组件均被设置在该第一气体扩散层和该第二气体扩散层之间。
2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该边框的该第一密封部、该第一密封胶和该第二密封胶均被设置在该第一流场板的通道侧和该第二流场板的通道侧之间。
3.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该第一密封胶被附着在该边框的该第一密封部，该第二密封胶被附着在该第二流场板的通道侧，其中该第一密封胶位于该第一流场板的通道侧和该边框的该第一密封部之间，且该第一密封胶和该第二密封胶被设置对齐。
4.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该第一密封胶被附着在该边框的该第一密封部，该第二密封胶被附着在该第一流场板的通道侧，其中该第一密封胶位于该第二流场板的通道侧和该边框的该第一密封部之间，且该第一密封胶和该第二密封胶被设置对齐。
5.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该边框进一步包括一个间隔部，其中该间隔部延伸在该边框的该第一密封部和该第二密封部之间。
6.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该边框的该第二密封部被设置在该膜组件和该第一气体扩散层之间。
7.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该边框的该第二密封部被设置在该膜组件和该第二气体扩散层。
8.一种质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，包括下述步骤：
将第一气体扩散层压合在第一流场板的通道侧和将第二气体扩散层压合在第二流场板的通道侧；
附着第一密封胶至边框的第一密封部的一侧和附着第二密封胶在该边框的该第一密封部的相反一侧，然后，粘合该边框的第二密封部在膜组件的外缘；和
再然后，堆叠该第一流场板、该第一气体扩散层、该边框、该膜组件、该第二气体扩散层和该第二流场板在一起，其中该边框的该第二密封部和该膜组件均被设置在该第一气体扩散层和该第二气体扩散层之间。
9.根据权利要求8所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该边框的该第一密封部、该第一密封胶和该第二密封胶均被设置在该第一流场板的通道侧和该第二流场板的通道侧之间，且该第一密封胶位于该第一流场板的通道侧和该边框的该第一密封部之间，该第二密封胶位于该第二流场板的通道侧和该边框的该第一密封部之间，且该第一密封胶和该第二密封胶被设置对齐。
10.根据权利要求8或9所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该边框进一步包括一个间隔部，其中该间隔部延伸在该边框的该第一密封部和该第二密封部之间。
11.根据权利要求8或9所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该边框的该第二密封部被设置在该膜组件和该第一气体扩散层之间。
12.根据权利要求8或9所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法，其特征在于，该边框的该第二密封部被设置在该膜组件和该第二气体扩散层。
13.一种质子交换膜燃料电池单体，其特征在于，包括：
第一流场板；
第二流场板；和
膜电极组件，其中该膜电极组件被设置在该第一流场板的通道侧和该第二流场板的通道侧之间，其中该膜电极组件包括第一气体扩散层、第二气体扩散层、膜组件和边框，其中该膜电极组件的该膜组件被设置在该第一气体扩散层和该第二气体扩散层之间，该第一气体扩散层被压合在该第一流场板的通道侧，该第二气体扩散层被压合在该第二流场板的通道侧，其中该边框形成一个第一密封部和一个第二密封部，其中该边框的该第一密封部被气密封地设置在该第一流场板的通道侧和该第二流场板的通道侧之间，该第二密封部被气密封地粘合在该膜组件的外缘，其中该边框进一步包括一个间隔部，其中该间隔部延伸在该第一密封部和该第二密封部之间，其中该质子交换膜燃料电池单体通过上述权利要求1或权利要求8所述的质子交换膜燃料电池单体制造方法制成。
14.根据权利要求13所述的质子交换膜燃料电池单体，其特征在于，该膜电极组件进一步包括两个密封胶层，其中该密封胶层被分别设置在该边框的该第一密封部的两相对侧。
15.根据权利要求13所述的质子交换膜燃料电池单体，其特征在于，该边框的该第二密封部被设置在该膜组件和该第一气体扩散层之间。
16.根据权利要求13所述的质子交换膜燃料电池单体，其特征在于，该边框的该第二密封部被设置在该膜组件和该第二气体扩散层之间。
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