CN114843540A - 燃料电池堆的防泄漏密封方法 - Google Patents
燃料电池堆的防泄漏密封方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114843540A CN114843540A CN202110131269.3A CN202110131269A CN114843540A CN 114843540 A CN114843540 A CN 114843540A CN 202110131269 A CN202110131269 A CN 202110131269A CN 114843540 A CN114843540 A CN 114843540A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell stack
- fluid
- leak
- sealing method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 30
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 3
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000012812 sealant material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/008—Disposal or recycling of fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0286—Processes for forming seals
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明提供一种燃料电池堆的防泄漏密封方法，其包括以下步骤：1)从燃料电池堆的冷却通道的一端口通入含氟化丙烯酸共聚物的流体，使所述流体从所述冷却通道的另一端口流出；2)对所述燃料电池堆进行真空处理，使燃料电池堆真空度达到预设值；3)向所述燃料电池堆的冷却通道内通入空气，使部分流体固化在所述冷却通道的腔壁上。本发明的密封方法可对新生产的燃料电池堆进行实施，且实施时无需拆堆，即无需分成燃料电池板；也可对已使用过的燃料电池堆进行维修密封。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池堆的防泄漏密封方法。
背景技术
燃料电池能够将燃料和氧化剂的化学能转换为电能，其能量转换效率不受卡诺热机循环理论效率的限制，具有高效、环境友好、安静、可靠性高等优点，在众多领域具有广阔的发展前景。其中质子交换膜燃料电池功率密度高、启动快、对负载变化响应快，成为交通运输领域能源重要发展方向。
对于燃料电池系统来说，氢气泄漏到冷却剂回路中是一个安全问题，因此需要冷却剂回路具有良好的密封性。如CN102148383公开了一种混合密封的涂覆方法，其公开了一种在燃料电池板上形成就地成形密封的方法，包括，手续将可流动的密封材料沿着燃料电池板的需要密封材料的第一密封区进行分配，然后，将预制的模板放置成靠近燃料电池板至少一部分，该模板包括与板第二密封区对应的预定孔，使孔与第一密封区的至少一部分共同延伸。可流动的密封材料被涂到上述孔中，然后固化成不可流动的状态。该涂覆方法较为复杂，其需要预制模板等结构件，仅适用于对新生产的燃料电池板进行密封，难以对正在使用的燃料电池堆进行密封。
因此，需要一种新的密封方法，其可适用于新生产的燃料电池堆，也可对正在使用的燃料电池进行密封。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种燃料电池堆的防泄漏密封方法，用于解决现有技术中燃料电池密封复杂、难以对正在使用的燃料电池实施的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种燃料电池堆的防泄漏密封方法，其包括以下步骤：
1)从燃料电池堆的冷却回路的一端口通入含氟化丙烯酸共聚物的流体，使所述流体从所述冷却回路的另一端口流出；
2)对所述燃料电池堆进行真空处理，使燃料电池堆真空度达到预设值；
3)向所述燃料电池堆的冷却回路内通入空气，使部分流体固化在所述冷却回路的腔壁上。
优选的，还包括：步骤4)对所述冷却回路进行泄漏检测，若有泄漏，则重复步骤1)至步骤3)，直至无泄漏。
优选的，所述流体中所述氟化丙烯酸共聚物的质量比为3％。
优选的，所述流体为液态的氟化丙烯酸共聚物。
优选的，所述流体的粘度与纯水粘度一致。
优选的，所述步骤2)中真空处理的具体过程为：将真空泵与所述燃料电池堆的阳极、阴极对接，使阳极和阴极间的真空度至少为-20KPA。
如上所述，本发明的燃料电池堆的防泄漏密封方法，具有以下有益效果：采用向燃料电池堆的冷却回路(也即冷却剂回路)中通入含氟化丙烯酸共聚物的流体，对燃料电池堆进行真空处理，通过真空处理使流体渗入到冷却回路的腔壁上的裂纹中，最终再将流体固化，以此对冷却回路的腔壁进行密封，该密封方法可对新生产的燃料电池堆进行实施，且实施时无需拆堆，即无需分成燃料电池板；也可对已使用过的燃料电池堆进行维修密封。
附图说明
图1显示为本发明的燃料电池堆的防泄漏密封实施示意图。
图2显示为燃料电池堆的冷却回路至阳极和阴极间的泄漏率变化曲线图。
元件标号说明
1 燃料电池堆
2 流体循环管路
3 真空泵
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1和图2。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种燃料电池堆的防泄漏密封方法，其可以采用如图1所示的防泄漏密封系统来实施，具体包括以下步骤：
1)，从燃料电池堆1的冷却回路的一端口通入含氟化丙烯酸共聚物的流体，使所述流体从所述冷却回路的另一端口流出；具体地，本实施例中通过流体循环管路2，利用循环泵将流体泵入冷却回路中；
2)对燃料电池堆1进行真空处理，使燃料电池堆真空度达到预设值；具体地，采用在燃料电池堆1的阴极、阳极处连设抽真空装置，本实施例中将真空泵3与燃料电池堆1的阳极、阴极对接，使阳极和阴极间的真空度为-20KPA(是否如此，该数据是否可变成区间范围)，使燃料电池堆1中对应阴极或阳极处的区域为真空，通过压力计P可检测当前真空度，若达到预设要求，则保持该真空度；本实施例中真空度的大小与冷却回路的腔壁上的裂纹大小、数量有关；
3)冲洗上述流体，具体为向燃料电池堆1的冷却回路内通入空气，使部分流体固化在冷却回路的腔壁上。
本发明通过向燃料电池堆1的冷却回路内通入流体，该流体中含氟化丙烯酸共聚物，通过抽真空使流体渗入到冷却回路的腔壁上的裂纹中，再冲入空气使其固化，以实现对腔壁上的裂纹进行密封；整个实施过程无需拆卸燃料电池堆，即无需将燃料电池堆中的电池板拆卸，易于实施，可适用于新的燃料电池堆，也可对已使用的燃料电池堆进行密封维修。
具体地，本实施例还包括：步骤4)对冷却回路进行泄漏检测，若有泄漏，则重复步骤1)至步骤3)，直至无泄漏。
本实施例中，上述流体中所述氟化丙烯酸共聚物的质量比为3％。上述流体可以为液态的氟化丙烯酸共聚物；流体的粘度与纯水粘度一致。例如，该流体的溶剂还可为水，使用低温的水性混合物会使微孔和催化剂层保持未经处理的状态，而氟化丙烯酸共聚物会密封造成泄漏的裂纹。本实施例中向燃料电池堆1增加外部的真空，即增加所有回路的压力以保持低压，以增加裂纹填充效率。
本实施例采用上述方法对含五层燃料电池板的燃料电池堆进行密封处理，如图2所示其为冷却回路至阳极和阴极的泄漏率变化曲线图，纵坐标为泄漏率(单位sccm)，横坐标为密封处理次数；其中，预处理时，阳极泄漏率、阴极泄漏率分别对应为3.97sccm(sccm为标准毫升/分钟)、0.72sccm；首次通过上述防泄漏密封方法进行密封处理，即：通过向冷却回路中通入上述流体，流体为含3％的氟化丙烯酸共聚物的低温液体，进行真空处理再通入空气冲洗该低温液体，首次处理完成后进行泄漏率检测，阳极泄漏率、阴极泄漏率分别对应为0.71sccm、0.00sccm；第二次通过上述防泄漏密封方法进行密封处理，则得出阳极泄漏率、阴极泄漏率分别对应为0.25sccm、0.00sccm。由此看见，随通入流体以及固化次数的增长，阳极和阴极的泄漏率均变低，直至泄漏率为零。其实现了对燃料电池堆的密封处理，提高燃料电池堆的质量。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种燃料电池堆的防泄漏密封方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)，从燃料电池堆的冷却回路的一端口通入含氟化丙烯酸共聚物的流体，使所述流体从所述冷却回路的另一端口流出；
2)对所述燃料电池堆进行真空处理，使燃料电池堆真空度达到预设值；
3)向所述燃料电池堆的冷却回路内通入空气，使部分流体固化在所述冷却回路的腔壁上。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆的防泄漏密封方法，其特征在于：还包括：步骤4)对所述冷却回路进行泄漏检测，若有泄漏，则重复步骤1)至步骤3)，直至无泄漏。
3.根据权利要求1所述的燃料电池堆的防泄漏密封方法，其特征在于：所述流体中所述氟化丙烯酸共聚物的质量比为3％。
4.根据权利要求1所述的燃料电池堆的防泄漏密封方法，其特征在于：所述流体为液态的氟化丙烯酸共聚物。
5.根据权利要求4所述的燃料电池堆的防泄漏密封方法，其特征在于：所述流体的粘度与纯水粘度一致。
6.根据权利要求1所述的燃料电池堆的防泄漏密封方法，其特征在于：所述步骤2)中真空处理的具体过程为：将真空泵与所述燃料电池堆的阳极、阴极对接，使阳极和阴极间的真空度至少为-20KPA。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110131269.3A CN114843540A (zh) | 2021-01-30 | 2021-01-30 | 燃料电池堆的防泄漏密封方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110131269.3A CN114843540A (zh) | 2021-01-30 | 2021-01-30 | 燃料电池堆的防泄漏密封方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114843540A true CN114843540A (zh) | 2022-08-02 |
Family
ID=82560773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110131269.3A Pending CN114843540A (zh) | 2021-01-30 | 2021-01-30 | 燃料电池堆的防泄漏密封方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114843540A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1238792A (zh) * | 1996-10-31 | 1999-12-15 | 德尔塔V技术公司 | 丙烯酸酯涂布方法 |
| US20030072988A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-17 | Lawrence Eugene Frisch | Seals for fuel cells and fuel cell stacks |
| CN101288194A (zh) * | 2005-10-17 | 2008-10-15 | 大日本印刷株式会社 | 高分子电解质型燃料电池用的隔膜及其制备方法 |
| CN102148383A (zh) * | 2010-02-08 | 2011-08-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 混合密封的涂覆方法 |
| US20110203721A1 (en) * | 2010-02-19 | 2011-08-25 | Mohammad Allama Enayetullah | Integrated sealing for fuel cell stack manufacturing |
| CN103374329A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 佛山市科的气体化工有限公司 | 一种轮胎充气补漏剂 |
| CN105907011A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-08-31 | 冯智勇 | 内含热塑性丙烯酸树脂的轮胎密封复合新材料 |
| CN206353592U (zh) * | 2017-01-17 | 2017-07-25 | 华霆（合肥）动力技术有限公司 | 一种液冷管接头、液冷管及液冷装置 |
| CN109904485A (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池导水双极板的密封方法 |
| CN110819270A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 东莞市宝临塑胶有限公司 | 一种高强度自动充气补胎胶液及其制备方法 |
-
2021
- 2021-01-30 CN CN202110131269.3A patent/CN114843540A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1238792A (zh) * | 1996-10-31 | 1999-12-15 | 德尔塔V技术公司 | 丙烯酸酯涂布方法 |
| US20030072988A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-17 | Lawrence Eugene Frisch | Seals for fuel cells and fuel cell stacks |
| CN101288194A (zh) * | 2005-10-17 | 2008-10-15 | 大日本印刷株式会社 | 高分子电解质型燃料电池用的隔膜及其制备方法 |
| CN102148383A (zh) * | 2010-02-08 | 2011-08-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 混合密封的涂覆方法 |
| US20110203721A1 (en) * | 2010-02-19 | 2011-08-25 | Mohammad Allama Enayetullah | Integrated sealing for fuel cell stack manufacturing |
| CN103374329A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 佛山市科的气体化工有限公司 | 一种轮胎充气补漏剂 |
| CN105907011A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-08-31 | 冯智勇 | 内含热塑性丙烯酸树脂的轮胎密封复合新材料 |
| CN206353592U (zh) * | 2017-01-17 | 2017-07-25 | 华霆（合肥）动力技术有限公司 | 一种液冷管接头、液冷管及液冷装置 |
| CN109904485A (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池导水双极板的密封方法 |
| CN110819270A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 东莞市宝临塑胶有限公司 | 一种高强度自动充气补胎胶液及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102646809B (zh) | 软包装锂离子电池的注液活化方法 | |
| Toghyani et al. | Thermal and electrochemical performance analysis of a proton exchange membrane fuel cell under assembly pressure on gas diffusion layer | |
| US11831050B2 (en) | Method and apparatus for subzero start-up of fuel cell | |
| CN201926543U (zh) | 一种质子交换膜燃料电池膜电极的检漏装置 | |
| CN1322619C (zh) | 燃料电池及其制造方法 | |
| US9005411B2 (en) | Electrochemical compression system | |
| CN111063925B (zh) | 催化剂涂覆膜、燃料电池及制备方法 | |
| CN107546419A (zh) | 一种软包叠片锂离子动力电池注液后搁置方法 | |
| CN111122062B (zh) | 一种用于燃料电池双极板检漏的透明工装 | |
| CN108832174A (zh) | 一种固态锂离子电池的制备工艺 | |
| CN108075156A (zh) | 一种膜电极漏气位置检测装置和查找方法 | |
| CN108346810A (zh) | 燃料电池微型密封件及其制造方法 | |
| CN108711630B (zh) | 一种质子交换膜燃料电池低温状态下启动的方法 | |
| JP2009206074A (ja) | 燃料電池膜電極接合体のホットプレス金型 | |
| CN106876741A (zh) | 一种复合型质子交换膜的制备方法 | |
| CN114843540A (zh) | 燃料电池堆的防泄漏密封方法 | |
| CN103972515A (zh) | 一种高比能量直接甲醇燃料电池膜电极及其制备方法 | |
| JP6160476B2 (ja) | 燃料電池のガス漏れ検査システム | |
| CN101651188A (zh) | 一种燃料电池密封方法及密封结构 | |
| Liu et al. | Non-active area water mitigation in PEM fuel cells via bipolar plate surface energy modification | |
| CN110544781A (zh) | 一种用于燃料电池柔性石墨极板的闭孔增强处理工艺 | |
| CN115882009A (zh) | 一种基于交流阻抗仪的质子交换膜燃料电池堆的活化方法 | |
| CN109841881A (zh) | 一种增强型质子交换膜的制备方法 | |
| CN105428671B (zh) | 一种高功率密度pemfc电堆 | |
| CN105428672B (zh) | 一种高功率密度pemfc电堆专用极板的内嵌密封方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |