CN113299939B - 金属基复合双极板 - Google Patents

Abstract

本申请涉及金属基复合双极板，其包括两个相对设置的极板，两个极板之间相对固定，两个极板外套设有边框，边框内侧壁开设有若干分别正对两个极板的锁槽，每两个锁槽上下相对设置，锁槽内均固定有锁定弹簧，锁定弹簧靠近锁槽开口的一端固定有锁块，两个极板贴合于边框的侧壁开设有若干连通于锁槽的固定槽，锁块在锁槽和固定槽之间滑移；锁定弹簧处于自然状态时，锁块同时位于锁槽和固定槽内；边框内设有若干组同时将两个上下相对设置的锁块进一步推入固定槽内，以使锁定弹簧处于拉伸状态的加固组件，边框内设有若干组同时将上下相对设置的锁块抽离固定槽的解锁组件。本申请能够单独对极板或边框进行更换，达到了节约资源的效果。

Description

金属基复合双极板

技术领域

本申请涉及燃料电池的技术领域，尤其是涉及金属基复合双极板。

背景技术

双极板又称集流板，是燃料电池重要部件之一。具有下述功能与性质：分隔燃料与氧化剂，阻止气体透过；收集、传导电流，电导率高；设计与加工的流道，可将气体均匀分配到电极的反应层进行电极反应；能排出热量，保持电池温场均匀等。

现有的金属基复合双极板包括正对设置的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间固定夹设有扩散层、膜电极、质子交换膜和催化剂，阳极板和阴极板的四周边缘处密封且固定，阳极板和阴极板四周固定套设有边框，边框与阳极板或阴极板一体成型。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有若阳极板或阴极板出现损坏需要更换，需要将边框一同更换；若边框出现损坏，需要将整个双极板进行更换，最终导致资源浪费的缺陷。

发明内容

为了减小进行边框更换时或阳极板、阴极板更换时出现的资源浪费，本申请提供金属基复合双极板。

本申请提供的金属基复合双极板采用如下技术方案：

金属基复合双极板，包括两个相对设置的极板，两个极板之间相对固定，两个极板外套设有边框，边框内侧壁开设有若干分别正对两个极板的锁槽，每两个锁槽上下相对设置，锁槽内均固定有锁定弹簧，锁定弹簧靠近锁槽开口的一端固定有锁块，两个极板贴合于边框的侧壁开设有若干连通于锁槽的固定槽，两个极板上的固定槽两两相对设置，锁块在锁槽和固定槽之间滑移；锁定弹簧处于自然状态时，锁块同时位于锁槽和固定槽内；边框内设有若干组同时将两个上下相对设置的锁块进一步推入固定槽内，以使锁定弹簧处于拉伸状态的加固组件，边框内设有若干组同时将上下相对设置的锁块抽离固定槽的解锁组件。

通过采用上述技术方案，在进行安装时，将两个固定好的极板插入边框内，并提前将锁块按入锁槽内，锁定弹簧产生压缩，当极板滑移使得固定槽与锁槽连通后，锁定弹簧的回弹力使得锁块插入固定槽内，即可完成两个极板与边框之间的固定，通过加固组件使得锁块进一步的插入固定槽内，使得锁块在极板与边框的连接处更加稳固，提高了极板与边框之间的牢固程度；通过解锁组件可使锁块脱离固定槽，此时即可将两个极板从边框内取出，单独对极板或边框进行更换，达到了节约资源的效果。

可选的，所述锁定弹簧处于自然状态时，锁块背离极板插入边框方向的表面倾斜设置，其倾斜面朝向背离锁定弹簧的方向。

通过采用上述技术方案，在将极板插入边框内时，无需再手动将锁块按入锁槽内，锁块的倾斜面受到极板的挤压后自动深入锁槽内，提高了安装效率。

可选的，所述解锁组件包括解锁框和若干解锁绳，边框上开设有若干通孔，解锁框在通孔内滑移，解锁绳一端位于锁槽内并固定在锁块上，另一端穿入通孔内并固定在解锁框内。

通过采用上述技术方案，拉动解锁框使其在通孔内滑移，解锁框带动解锁绳拉动锁块，使得锁块脱离固定槽，提高了极板与边框之间的解锁效率。

可选的，所述加固组件包括推板、加固杆、连接板和连接弹簧，边框内侧壁开设有若干推槽，推槽位于两个上下相对的锁槽之间，推板在推槽内滑移，推板两端分别和两个上下相对的锁块固定，加固杆与推板固定，推槽靠近通孔的内侧壁开设有供加固杆滑移的滑孔，滑孔周向侧壁开设有连接槽，连接板与加固杆固定并在连接槽内滑移，连接弹簧固定在连接槽内并与连接板固定；连接弹簧处于自然状态时，锁定弹簧处于拉伸状态，锁块背离锁定弹簧的一端与固定槽背离锁定弹簧的一侧抵接，解锁绳处于抻直状态。

通过采用上述技术方案，进行安装时，拉动解锁框，使得锁定弹簧处于非拉伸状态，即可将极板插入边框内，松开解锁框后，锁定弹簧和连接弹簧的回弹力同时推动锁块插入固定槽内，并且连接弹簧使得锁定弹簧处于拉伸状态，进而使得锁块的倾斜面深入固定槽内，锁块的平面位于极板与边框的连接处，提高了极板与边框之间的稳固性；并且推板将两个上下相对的锁块固定，使得两个极板之间更加的牢固。

可选的，所述滑孔背离推槽的一端与通孔连通，加固杆远离推板的一端位于通孔内并同轴转动连接有螺纹柱，螺纹柱与解锁框螺纹连接。

通过采用上述技术方案，拧松螺纹柱可使加固杆在滑孔内滑移，进而通过推板带动两个锁块滑移，若连接弹簧出现损坏，则可通过螺纹柱使锁定弹簧处于拉伸状态，为极板与边框之间的牢固提供了良好的保障，并且在燃料电池受到严重颠簸时，减小了连接弹簧和锁定弹簧出现伸缩的可能性；在拆卸边框和极板时，无需转动螺纹柱，直接拉动解锁框即可。

可选的，所述解锁框相对的外侧壁均与通孔内侧壁贴合。

通过采用上述技术方案，转动螺纹柱使，减小了解锁框出现转动的可能性。

可选的，所述推板背离加固杆的侧壁固定有密封条，密封条正对两个极板的边缘连接处；锁定弹簧处于自然状态时，密封条处于自然状态。

通过采用上述技术方案，拧动螺纹柱使得锁定弹簧处于拉伸状态时，密封条被推板挤压成压缩状态，使得密封条对两个极板之间连接处的密封效果更好。

可选的，所述密封条为橡胶材质。

可选的，所述锁槽内固设有伸缩杆，伸缩杆与锁块固定，伸缩杆的伸缩方向与锁定弹簧一致。

通过采用上述技术方案，提高了锁定弹簧的伸缩稳定性。

可选的，两个所述极板与边框之间为过盈配合。

通过采用上述技术方案，提高了极板与边框之间的牢固程度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.将两个固定好的极板插入边框内，锁定弹簧产生压缩，当极板滑移使得固定槽与锁槽连通后，锁定弹簧的回弹力使得锁块插入固定槽内，通过解锁组件可使锁块脱离固定槽，此时即可将两个极板从边框内取出，单独对极板或边框进行更换，达到了节约资源的效果；

2.拉动解锁框，使得锁定弹簧处于非拉伸状态，即可将极板插入边框内，连接弹簧使得锁定弹簧处于拉伸状态，锁块的平面位于极板与边框的连接处，提高了极板与边框之间的稳固性；并且推板将两个上下相对的锁块固定，使得两个极板之间更加的牢固；

3.若连接弹簧出现损坏，可通过螺纹柱使锁定弹簧处于拉伸状态，并且在燃料电池受到严重颠簸时，减小了连接弹簧和锁定弹簧出现伸缩的可能性；在拆卸边框和极板时，无需转动螺纹柱，直接拉动解锁框即可。

附图说明

图1是本申请实施例中锁定弹簧处于自然状态时的剖视图；

图2是本申请实施例中连接弹簧处于自然状态时的剖视图。

图中，1、极板；11、固定槽；2、边框；21、锁槽；22、锁定弹簧；23、锁块；24、通孔；25、推槽；26、滑孔；27、连接槽；3、加固组件；31、推板；32、加固杆；33、连接板；34、连接弹簧；4、解锁组件；41、解锁框；42、解锁绳；5、伸缩杆；6、密封条；7、螺纹柱。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开金属基复合双极板，本实施例以金属基复合双极板为水平状态进行描述。

参考图1，金属基复合双极板包括两个上下相对设置的极板1，两个极板1的边缘处密封且固定，两个极板1外套设有边框2，两个极板1与边框2之间为过盈配合；边框2内侧壁水平开设有若干锁槽21，每两个锁槽21上下相对设置，锁槽21内水平固定有锁定弹簧22，锁定弹簧22固定有锁块23，两个极板1侧壁均开设有连通于锁槽21的固定槽11，锁块23在锁槽21和固定槽11之间水平滑移。

参考图1和图2，本实施中以极板1由上至下插入边框2内进行描述，实际还可为由下至上插入；锁定弹簧22处于自然状态时，锁块23位于固定槽11内的上表面朝向背离锁定弹簧22的方向倾斜设置；边框2内设有同时推动上下两个相对的锁块23继续深入固定槽11，并保持锁块23同时位于锁槽21和固定槽11内的加固组件3，边框2上设有用于同时将两个上下相对的锁块23拉出固定槽11的解锁组件4。

进行极板1与边框2的安装时，直接将极板1由上至下插入边框2内，锁块23的倾斜面受到极板1的挤压并完全进入锁槽21内，当下方极板1上的固定槽11与边框2内位于上方的锁槽21连通时，锁定弹簧22的回弹力使得上方锁块23先插入固定槽11内，此时继续按压极板1，即可使得上方锁块23的倾斜面再次受到挤压，直至上下两个固定槽11均与锁槽21连通，此时两个锁块23均插入两个锁槽21内，再通过加固组件3进一步推动锁块23插入固定槽11，即可使得极板1与边框2固定，使得极板1与边框2之间更加牢固，通过解锁组件4将锁块23抽离固定槽11后，即可使极板1脱离边框2，能够单独对极板1或边框2进行更换，达到了节约资源的效果。

参考图1和图2，解锁组件4包括解锁框41和若干解锁绳42，边框2上表面开设有若干通孔24，解锁框41在通孔24内水平滑移，解锁框41相对的外侧壁均与通孔24内侧壁贴合，解锁绳42一端与解锁框41固定，另一端穿过边框2后伸入锁槽21内，并与锁块23固定；锁槽21内水平固定有伸缩杆5，伸缩杆5与锁块23固定，伸缩杆5位于锁定弹簧22内，伸缩杆5为内部中空设置，解锁绳42从伸缩杆5内穿过；拉动解锁框41，即可使得若干解锁绳42将对应的锁块23拉出固定槽11，提高了极板1与边框2之间的拆卸效率。

参考图1和图2，加固组件3包括推板31、与推板31固定并平行于锁定弹簧22的加固杆32、固定在加固杆32周向侧壁的连接板33、平行于加固杆32的连接弹簧34；边框2内侧壁开设有若干推槽25，推板31在推槽25内滑移，推槽25位于上下两个锁槽21之间并与锁槽21连通，推板31顶端和底端分别和两个锁块23固定；推槽25远离极板1的内侧壁开设有滑孔26，加固杆32在滑孔26内滑移，滑孔26周向侧壁开设有连接槽27，连接板33在连接槽27内滑移，连接弹簧34固定在连接槽27内；加固杆32背离推板31的一端伸入通孔24内并转动连接有螺纹柱7，螺纹柱7的轴线与加固杆32的轴线共线，螺纹柱7与解锁框41螺纹连接；推板31正对极板1的侧壁固定有橡胶材质的密封条6，密封条6正对两个极板1的连接处。

锁定弹簧22处于自然状态时，锁块23背离锁定弹簧22的一端与固定槽11内远离锁定弹簧22的侧壁之间留有距离，锁块23倾斜面的顶端位于锁槽21开口处，连接弹簧34处于压缩状态，密封条6与两个极板1的连接处抵接并处于自然状态，解锁绳42处于松弛状态。连接弹簧34处于自然状态时，锁定弹簧22处于拉伸状态，锁块23水平设置的上表面位于锁槽21开口处，密封条6处于压缩状态，解锁绳42处于抻直状态。

将极板1插入边框2内后，转动螺纹柱7，使得加固杆32朝向极板1滑移，推板31带动两个锁块23滑移，同时将密封条6进行压缩，提高了极板1与边框2之间的牢固程度；若螺纹柱7与解锁框41之间的螺纹出现损坏，连接弹簧34仍能够使推板31挤压密封条6，为极板1与边框2之间的稳固性提供了保障；在进行边框2拆除时，只需拽动解锁框41即可，提高了边框2的拆除效率。

本申请实施例金属基复合双极板的实施原理为：进行极板1与边框2的安装时，直接将极板1由上至下插入边框2内，锁块23的倾斜面受到极板1的挤压并完全进入锁槽21内，当下方极板1上的固定槽11与边框2内位于上方的锁槽21连通时，锁定弹簧22的回弹力使得上方锁块23先插入固定槽11内，此时继续按压极板1，即可使得上方锁块23的倾斜面再次受到挤压，直至上下两个固定槽11均与锁槽21连通，此时两个锁块23均插入两个锁槽21内，转动螺纹柱7，使得加固杆32朝向极板1滑移，推板31带动两个锁块23滑移，同时将密封条6进行压缩，提高了极板1与边框2之间的牢固程度在进行边框2拆除时，只需拽动解锁框41即可，提高了边框2的拆除效率；最终能够单独对极板1或边框2进行更换，达到了节约资源的效果。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.金属基复合双极板，其特征在于：包括两个相对设置的极板(1)，两个极板(1)之间相对固定，两个极板(1)外套设有边框(2)，边框(2)内侧壁开设有若干分别正对两个极板(1)的锁槽(21)，每两个锁槽(21)上下相对设置，锁槽(21)内均固定有锁定弹簧(22)，锁定弹簧(22)靠近锁槽(21)开口的一端固定有锁块(23)，两个极板(1)贴合于边框(2)的侧壁开设有若干连通于锁槽(21)的固定槽(11)，两个极板(1)上的固定槽(11)两两相对设置，锁块(23)在锁槽(21)和固定槽(11)之间滑移；锁定弹簧(22)处于自然状态时，锁块(23)同时位于锁槽(21)和固定槽(11)内；边框(2)内设有若干组同时将两个上下相对设置的锁块(23)进一步推入固定槽(11)内，以使锁定弹簧(22)处于拉伸状态的加固组件(3)，边框(2)内设有若干组同时将上下相对设置的锁块(23)抽离固定槽(11)的解锁组件(4)；所述锁定弹簧(22)处于自然状态时，锁块(23)背离极板(1)插入边框(2)方向的表面倾斜设置，其倾斜面朝向背离锁定弹簧(22)的方向；所述解锁组件(4)包括解锁框(41)和若干解锁绳(42)，边框(2)上开设有若干通孔(24)，解锁框(41)在通孔(24)内滑移，解锁绳(42)一端位于锁槽(21)内并固定在锁块(23)上，另一端穿入通孔(24)内并固定在解锁框(41)内；所述加固组件(3)包括推板(31)、加固杆(32)、连接板(33)和连接弹簧(34)，边框(2)内侧壁开设有若干推槽(25)，推槽(25)位于两个上下相对的锁槽(21)之间，推板(31)在推槽(25)内滑移，推板(31)两端分别和两个上下相对的锁块(23)固定，加固杆(32)与推板(31)固定，推槽(25)靠近通孔(24)的内侧壁开设有供加固杆(32)滑移的滑孔(26)，滑孔(26)周向侧壁开设有连接槽(27)，连接板(33)与加固杆(32)固定并在连接槽(27)内滑移，连接弹簧(34)固定在连接槽(27)内并与连接板(33)固定；连接弹簧(34)处于自然状态时，锁定弹簧(22)处于拉伸状态，锁块(23)背离锁定弹簧(22)的一端与固定槽(11)背离锁定弹簧(22)的一侧抵接，解锁绳(42)处于抻直状态。

2.根据权利要求1所述的金属基复合双极板，其特征在于：所述滑孔(26)背离推槽(25)的一端与通孔(24)连通，加固杆(32)远离推板(31)的一端位于通孔(24)内并同轴转动连接有螺纹柱(7)，螺纹柱(7)与解锁框(41)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的金属基复合双极板，其特征在于：所述解锁框(41)相对的外侧壁均与通孔(24)内侧壁贴合。

4.根据权利要求1所述的金属基复合双极板，其特征在于：所述推板(31)背离加固杆(32)的侧壁固定有密封条(6)，密封条(6)正对两个极板(1)的边缘连接处；锁定弹簧(22)处于自然状态时，密封条(6)处于自然状态。

5.根据权利要求4所述的金属基复合双极板，其特征在于：所述密封条(6)为橡胶材质。

6.根据权利要求1所述的金属基复合双极板，其特征在于：所述锁槽(21)内固设有伸缩杆(5)，伸缩杆(5)与锁块(23)固定，伸缩杆(5)的伸缩方向与锁定弹簧(22)一致。

7.根据权利要求1所述的金属基复合双极板，其特征在于：两个所述极板(1)与边框(2)之间为过盈配合。

Images