CN114899429A - 一种双极板粘合工装 - Google Patents

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Abstract

本发明属于燃料电池技术领域，公开了一种双极板粘合工装，该双极板粘合工装包括压紧组件和弹性缓冲调温结构，压紧组件包括底板、盖板以及盖设于盖板之上的压紧件，底板和盖板之间形成容置空间；双极板和弹性缓冲调温结构堆叠且均容置于容置空间内，弹性缓冲调温结构能够调节双极板的温度。该双极板粘合工装有效避免了在通过压紧组件压合双极板的过程中存在压力过大导致阴极板和/或阳极板产生裂纹、破损甚至断裂的现象，有效缓解了由于双极板的阳极板和阴极板表面不平整导致的双极板在粘合的过程中存在局部粘合不到位甚至未粘合的现象，也能够整平双极板，加速粘合剂固化，结构简单，实用性强。

Description

一种双极板粘合工装
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种双极板粘合工装。
背景技术
质子交换膜燃料电池是由双极板与膜电极等部件堆叠而成的燃料电池。其中，双极板是质子交换膜燃料电池的主要组成结构之一，由阳极板和阴极板粘合而成。其中，阳极板和阴极板的平整度会影响形成的电堆的气体分配均匀性和膜电极受压一致性。
目前，双极板的阳极板和阴极板通常采用粘合剂粘结，但由于阳极板和阴极板的表面存在不平整的现象，故导致阳极板和阴极板在粘接的过程中存在局部粘合不到位甚至未粘合的现象，针对这种现象，现有技术中通常采用压紧装置向双极板的阳极板和阴极板施加压力，以使阳极板和阴极板能够紧密接触并粘合。但由于双极板的阳极板和阴极板的表面不平整，在通过压紧装置压合双极板的过程中存在压力过大导致阴极板和/或阳极板产生裂纹、破损甚至断裂的现象，且仍无法完全克服阳极板和阴极板的局部粘合不到位甚至未粘合的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双极板粘合工装，以解决现有技术中在通过压紧装置压合双极板的过程中存在压力过大导致阴极板和/或阳极板产生裂纹、破损甚至断裂的现象，且仍存在粘合不到位甚至未粘合的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种双极板粘合工装，其包括：
压紧组件，所述压紧组件包括底板、盖板以及盖设于所述盖板之上的压紧件，所述底板和所述盖板之间形成容置空间；
弹性缓冲调温结构，双极板和所述弹性缓冲调温结构堆叠且均容置于所述容置空间内，所述弹性缓冲调温结构能够调节所述双极板的温度。
作为优选，所述弹性缓冲调温结构包括弹性本体和加热丝，所述加热丝固定设置于所述弹性本体内，且能与电源电连接。
作为优选，所述弹性本体为由弹性材料制成的弹性垫片。
作为优选，所述弹性本体由石墨材料制成。
作为优选，所述加热丝和所述弹性本体一体成型。
作为优选，沿所述弹性本体的厚度方向，所述加热丝位于所述弹性本体的中间位置。
作为优选，所述加热丝的外周面设有绝缘层。
作为优选，所述弹性本体的板面面积大于所述双极板的板面面积。
作为优选，所述双极板的数量为多个，多个所述双极板依次层叠于所述底板上，且任意相邻的两个所述双极板之间均设置有一个所述弹性缓冲调温结构。
作为优选，所述底板设有第一限位结构，所述第一限位结构包括沿第一方向间隔设置的两个限位块，所述双极板和所述弹性缓冲调温结构均位于两个所述限位块之间；
所述底板还设有第二限位结构，所述第二限位结构包括两个沿第二方向间隔设置的限位组件，所述双极板和所述弹性缓冲调温结构均位于两个所述限位组件之间，所述第一方向与所述第二方向相互垂直且均平行于所述底板的表面。
本发明的有益效果：
本发明的目的在于提供一种双极板粘合工装，该双极板粘合工装包括压紧组件和弹性缓冲调温结构。当双极板的阴极板和阳极板通过粘合剂初步粘合之后，将初步粘合的双极板和弹性缓冲调温结构依次层叠放置于底板，再将盖板盖合，再将压紧件压合于盖板之上，盖板和压紧件共同作用将双极板和弹性缓冲调温结构压紧于底板，可以理解的是，弹性缓冲调温结构具有弹性形变能力，在盖板和压紧件的压紧力作用下，部分与双极板上的突出部位接触的弹性缓冲调温结构被压缩，且弹性缓冲调温结构能填充双极板上的凹陷部，从而有效避免在通过压紧组件压合双极板的过程中存在压力过大导致阴极板和/或阳极板产生裂纹、破损甚至断裂的现象；其次，弹性缓冲调温结构还能够调节双极板的温度，在通过压紧组件压合双极板的过程中，通过弹性缓冲调温结构升高双极板的温度，使得双极板受热软化，双极板在压紧组件的压力作用下被整平，也使得双极板的阳极板和阴极板之间设置粘合剂的位置粘合到位，且粘合剂被加热凝固。从而，该双极板粘合工装有效避免了在通过压紧组件压合双极板的过程中存在压力过大导致阴极板和/或阳极板产生裂纹、破损甚至断裂的现象，有效缓解了由于双极板的阳极板和阴极板表面不平整导致的双极板在粘合的过程中存在局部粘合不到位甚至未粘合的现象，也能够整平双极板，加速粘合剂固化，结构简单，实用性强。
附图说明
图1是本发明的具体实施例提供的双极板粘合工装的结构示意图；
图2是本发明的具体实施例提供的双极板粘合工装的弹性缓冲调温结构的结构示意图；
图3是本发明的具体实施例提供的双极板粘合工装的部分结构示意图。
图中：
100、双极板；
11、底板；12、盖板；13、压紧件；
2、弹性缓冲调温结构；21、弹性本体；22、加热丝；
31、限位块；32、第一限位柱；33、第二限位柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本发明提供一种双极板粘合工装，如图1和图3所示，该双极板粘合工装包括压紧组件和弹性缓冲调温结构2，压紧组件包括底板11、盖板12以及盖设于盖板12之上的压紧件13，底板11和盖板12之间形成容置空间；双极板100和弹性缓冲调温结构2堆叠且均容置于容置空间内，弹性缓冲调温结构2能够调节双极板100的温度。
该双极板粘合工装，如图1和图3所示，当双极板100的阴极板和阳极板通过粘合剂初步粘合之后，将初步粘合的双极板100和弹性缓冲调温结构2依次层叠放置于底板11，再将盖板12盖合，再将压紧件13压合于盖板12之上，盖板12和压紧件13共同作用将双极板100和弹性缓冲调温结构2压紧于底板11，可以理解的是，弹性缓冲调温结构2具有弹性形变能力，在盖板12和压紧件13的压紧力作用下，部分与双极板100上的突出部位接触的弹性缓冲调温结构2被压缩，且弹性缓冲调温结构2能填充双极板100上的凹陷部，从而有效避免在通过压紧组件压合双极板100的过程中存在压力过大导致阴极板和/或阳极板产生裂纹、破损甚至断裂的现象；其次，弹性缓冲调温结构2还能够调节双极板100的温度，在通过压紧组件压合双极板100的过程中，通过弹性缓冲调温结构2升高双极板100的温度，使得双极板100受热软化，双极板100在压紧组件的压力作用下被整平，也使得双极板100的阳极板和阴极板之间设置粘合剂的位置粘合到位，且粘合剂被加热凝固。从而，该双极板粘合工装有效避免了在通过压紧组件压合双极板100的过程中存在压力过大导致阴极板和/或阳极板产生裂纹、破损甚至断裂的现象，有效缓解了由于双极板100的阳极板和阴极板表面不平整导致的双极板100在粘合的过程中存在局部粘合不到位甚至未粘合的现象，也能够整平双极板100，加速粘合剂固化，结构简单，实用性强。
其中，如图1和图2所示，弹性缓冲调温结构2包括弹性本体21和加热丝22，加热丝22固定设置于弹性本体21内，且能与电源电连接。可以理解的是，弹性本体21具体弹性形变能力，在盖板12和压紧件13的压紧力作用下，部分与双极板100上的突出部位接触的弹性本体21被压缩，且弹性本体21能填充双极板100上的凹陷部，从而有效避免在通过压紧组件压合双极板100的过程中存在压力过大导致阴极板和/或阳极板产生裂纹、破损甚至断裂的现象；加热丝22与电源电连接后能够发热，产生的热量热传导至弹性本体21，再有弹性本体21热传导至双极板100，双极板100受热软化，双极板100在压紧组件的压力作用下被整平，也使得双极板100的阳极板和阴极板之间设置粘合剂的位置粘合到位，且粘合剂被加热凝固。具体地，加热丝22为电阻丝。
具体地，弹性本体21为由弹性材料制成的弹性垫片。弹性垫片具有弹性形变能力，在盖板12和压紧件13的压紧力作用下，弹性垫片能够填充双极板100上的凹陷部，且与双极板100上的突出部位接触的部分被挤压。
进一步具体地，在本实施例中，弹性本体21由石墨材料制成。可以理解的是，由石墨材料制成的弹性本体21具有一定的弹性，且弹性本体21的制成材料与双极板100的制成材料相同，采用这种弹性本体21在粘合平整双极板100的过程中能避免污染双极板100，有效降低了双极板100的废品率。可以理解的是，也可选用其他具有弹性的材料制作弹性本体21。
优选地，加热丝22和弹性本体21一体成型。能够使得加热丝22不易脱离弹性本体21，降低了加热丝22发生断裂的风险，且减少了零部件的数量。
优选地，沿弹性本体21的厚度方向，加热丝22位于弹性本体21的中间位置。如此设置，在盖板12和压紧件13的压紧力作用下，能够降低加热丝22发生断裂的风险。
优选地，加热丝22的外周面设有绝缘层。如此设置，以避免由石墨制成的弹性本体21导电而损坏双极板100。
优选地，如图3所示，弹性本体21的板面面积大于双极板100的板面面积。如此设置，使得弹性本体21能够完全覆盖与其相邻的双极板100，从而进一步提高通过弹性缓冲调温结构2加热双极板100的效率。
其中，双极板100的数量为多个，多个双极板100依次层叠于底板11上，且任意相邻的两个双极板100之间均设置有一个弹性缓冲调温结构2。可以理解的是，可在任意相邻的两个双极板100之间设置一个弹性缓冲调温结构2。作为一种替代方案，也可间隔多个双极板100设置一个弹性缓冲调温结构2。图1和图3仅示例性的给出了任意相邻的两个双极板100之间均设置一个弹性缓冲调温结构2的堆叠方式。
其中，如图1所示，底板11设有第一限位结构，第一限位结构包括沿第一方向间隔设置的两个限位块31，双极板100和弹性缓冲调温结构2均位于两个限位块31之间；底板11还设有第二限位结构，第二限位结构包括两个沿第二方向间隔设置的限位组件，双极板100和弹性缓冲调温结构2均位于两个限位组件之间，第一方向与第二方向相互垂直且均平行于底板11的表面。具体地，两个限位块31沿第一方向限定了双极板100和弹性缓冲调温结构2设置于底板11的设置位置，两个限位组件沿第二方向限定了双极板100和弹性缓冲调温结构2设置于底板11的设置位置，从而完全限定了双极板100和弹性缓冲调温结构2设置于底板11的设置位置。
具体地，如图1所示，限位组件包括多个沿第一方向间隔设置于底板11的第一限位柱32。通过第一限位柱32沿第二方向限定双极板100和弹性缓冲调温结构2的位置。
具体地，如图1所示，底板11上还设有多个第二限位柱33。以进一步加强限定双极板100和弹性缓冲调温结构2的位置的效果。
其中，如图1所示，压紧件13包括至少一个压紧块。具体地，依据双极板100的数量适应性的调整压紧块的数量。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双极板粘合工装，其特征在于，包括：
压紧组件，所述压紧组件包括底板(11)、盖板(12)以及盖设于所述盖板(12)之上的压紧件(13)，所述底板(11)和所述盖板(12)之间形成容置空间；
弹性缓冲调温结构(2)，双极板(100)和所述弹性缓冲调温结构(2)堆叠且均容置于所述容置空间内，所述弹性缓冲调温结构(2)能够调节所述双极板(100)的温度。
2.根据权利要求1所述的双极板粘合工装，其特征在于，所述弹性缓冲调温结构(2)包括弹性本体(21)和加热丝(22)，所述加热丝(22)固定设置于所述弹性本体(21)内，且能与电源电连接。
3.根据权利要求2所述的双极板粘合工装，其特征在于，所述弹性本体(21)为由弹性材料制成的弹性垫片。
4.根据权利要求3所述的双极板粘合工装，其特征在于，所述弹性本体(21)由石墨材料制成。
5.根据权利要求2所述的双极板粘合工装，其特征在于，所述加热丝(22)和所述弹性本体(21)一体成型。
6.根据权利要求2所述的双极板粘合工装，其特征在于，沿所述弹性本体(21)的厚度方向，所述加热丝(22)位于所述弹性本体(21)的中间位置。
7.根据权利要求2所述的双极板粘合工装，其特征在于，所述加热丝(22)的外周面设有绝缘层。
8.根据权利要求2所述的双极板粘合工装，其特征在于，所述弹性本体(21)的板面面积大于所述双极板(100)的板面面积。
9.根据权利要求1-7任一项所述的双极板粘合工装，其特征在于，所述双极板(100)的数量为多个，多个所述双极板(100)依次层叠于所述底板(11)上，且任意相邻的两个所述双极板(100)之间均设置有一个所述弹性缓冲调温结构(2)。
10.根据权利要求1-7任一项所述的双极板粘合工装，其特征在于，所述底板(11)设有第一限位结构，所述第一限位结构包括沿第一方向间隔设置的两个限位块(31)，所述双极板(100)和所述弹性缓冲调温结构(2)均位于两个所述限位块(31)之间；
所述底板(11)还设有第二限位结构，所述第二限位结构包括两个沿第二方向间隔设置的限位组件，所述双极板(100)和所述弹性缓冲调温结构(2)均位于两个所述限位组件之间，所述第一方向与所述第二方向相互垂直且均平行于所述底板(11)上与所述弹性缓冲调温结构(2)或所述双极板(100)接触的表面。
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