CN115053020A - 电化学设备和用于制造电化学设备的电化学单元的密封元件的方法 - Google Patents

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沃尔夫冈·弗里茨
丹尼斯·多林格
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托马斯·迪克斯-朗格拉夫
保罗·沃尔兹
曼努埃尔·扎尔茨曼
安德烈亚斯·施密德
于尔根·克拉夫特
曼努埃尔·莫尔科斯
斯特凡·德温格
卡斯滕·霍恩
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Abstract

本发明涉及一种电化学设备，其包括多个沿着堆叠方向相继的电化学单元，电化学单元分别包括膜、第一气体扩散层、第二气体扩散层、与第一气体扩散层材料锁合地连接的第一密封元件、与第二气体扩散层材料锁合地连接的第二密封元件、和双极板，为了提供该电化学设备，使得该电化学设备的密封元件能简单地制造并且能简单地相对电化学设备的其他构件精确地定位和与电化学设备的其它构件组装，提出的是，将每个电化学单元的密封元件中的其中一个密封元件构造为框架‑密封元件，框架‑密封元件包括弹性体部分和框架，其中，框架由具有比形成弹性体部分的弹性体材料更高的形状稳定性的材料形成。

Description

电化学设备和用于制造电化学设备的电化学单元的密封元件 的方法
技术领域
本发明涉及一种电化学设备，其包括多个沿着堆叠方向相继的电化学单元，其中,电化学单元中的每个电化学单元分别包括膜、第一气体扩散层、第二气体扩散层、与第一气体扩散层材料锁合地连接的第一密封元件、与第二气体扩散层材料锁合地连接的第二密封元件、和双极板。
背景技术
与气体扩散层材料锁合地连接的密封元件被称为“Seal on Gas DiffusionLayer(气体扩散层上的密封)”(SoGDL)。
密封元件在此特别是在注塑方法中直接压注到气体扩散层上。
由第一密封元件和第二密封元件形成的密封系统尤其用于，将电化学设备的流动区相对电化学设备的介质通道和相对周围环境密封和/或将电化学设备的介质通道相对彼此和相对周围环境密封。
因为无论是由弹性体材料形成的密封元件还是气体扩散层，均是极为脆弱的和不那么形状稳定的构件，所以由这些构件形成的组件同样极为脆弱和不那么形状稳定。SoGDL密封件因此具有高度的波度性和糟糕的尺寸稳定性。SoGDL密封件由于其较低的形状稳定性而在组装电化学设备时很难操作，并且电化学设备的组装过程仅能很差地加以自动化。
发明内容
本发明基于的任务是，提供一种本文开头所述类型的电化学设备，其密封元件能简单地制造并且能精确地相对电化学设备的其他构件定位以及能与电化学设备的其他构件组装。
该任务在具有权利要求1的前序部分的特征的电化学设备中根据本发明通过如下方式解决，即，密封元件中的其中一个密封元件构造成框架-密封元件，该框架-密封元件包括弹性体部分和框架，
其中，框架由具有比形成弹性体部分的弹性体材料更高的形状稳定性的材料形成。
本发明基于的设计方案是，通过如下方式来稳定化由密封元件和材料锁合地与相关的密封元件连接的气体扩散层构成的组件，即，将(优选环绕相关的密封元件的)形状稳定的框架集成到相关的密封元件中。
通过形状稳定的框架改进了由密封元件和材料锁合地与密封元件连接的气体扩散层构成的组件的可操作性。
相关的密封元件在垂直于电化学设备的堆叠方向取向的X-Y平面中具有较大的尺寸稳定性。
气体扩散层和/或与气体扩散层材料锁合地连接的密封元件在Z方向上(平行于电化学设备的堆叠方向)的波度性被减小或完全避免。
包含密封元件和材料锁合地与密封元件连接的气体扩散层的电化学设备的组装过程的自动化变得容易。
通过在密封元件中使用附加的框架，产生了形状稳定的组件，该组件包括气体扩散层和SoGDL密封件，其中，组件就其尺寸稳定性和其可操作性而言具有明显改进的特性。
在本发明的一个设计方案中设置的是，框架材料与弹性体材料锁合地和/或形状锁合地连接。
此外还优选设置的是，框架没有直接与气体扩散层连接，与气体扩散层材料锁合地连接的是弹性体部分。
但原则上可以设置的是，框架直接与气体扩散层连接，优选在密封元件的密封唇下方，特别是当密封元件的框架和弹性体部分在双组分注塑方法中制造时。
框架优选包括框架-接触区域，在该框架-接触区域处，框架与弹性体部分材料锁合地和/或形状锁合地连接，其中，弹性体部分包括在堆叠方向上布置在框架-接触区域上方的上方的弹性体部分-接触区域和沿堆叠方向布置在框架-接触区域下方的下方的弹性体部分-接触区域。在此，术语“上方”和“下方”仅涉及到元件关于电化学设备的堆叠方向的定向，电化学设备不必竖直地取向，而是可以相对垂线占据每个任意位置。
通过上方的弹性体部分-接触区域和/或下方的弹性体部分-接触区域，尤其是在化学接驳和/或机械接驳时，达到了弹性体部分与框架的有所改进的接驳。通过从电化学设备的堆叠方向观察的话从后方嵌接框架-接触区域的弹性体部分-接触区域，尤其可以沿堆叠方向在弹性体部分与框架之间产生形状锁合的连接。
上方的弹性体部分-接触区域和/或下方的弹性体部分-接触区域优选布置在框架的框架-接触区域处，该框架-接触区域具有比与框架-接触区域邻接的框架基体更小的厚度，这就是说沿着电化学设备的堆叠方向具有更小的伸展长度，使得框架基体并不与上方的弹性体部分-接触区域或者与下方的弹性体部分-接触区域处于接触。
为了在框架与弹性体部分之间提供特别稳定的连接，有利的是，弹性体部分包括至少一个弹性体部分-侧凹区域，弹性体部分-侧凹区域从后方嵌接框架的一个区域，和/或框架包括至少一个框架-侧凹区域，该框架-侧凹区域从后方嵌接弹性体部分的一个区域。
从后方嵌接在此优选涉及到侧凹方向，侧凹方向垂直于电化学设备的堆叠方向取向。
此外，为了实现在密封元件的框架与弹性体部分之间的稳定的连接而可以设置的是，框架具有至少一个贯通开口，弹性体部分延伸穿过贯通开口。
此外可以设置的是，框架包括至少一个凹部，凹部在框架的弹性体部分侧的边缘处通到通入口，其中，凹部包括与通入口相邻的狭窄部位和经由狭窄部位与该通入口连接的拓宽区域。
这种凹部(沿电化学设备的堆叠方向观察)尤其可以基本上具有钥匙孔的形状。
凹部优选至少部分、尤其是基本上完全用弹性体部分的弹性体材料填充。
为了在电化学设备的组装过程中能够实现框架-密封元件精确的定位，有利的是，电化学单元的框架-密封元件的框架具有至少一个定位元件，定位元件与相邻的电化学单元的框架-密封元件的定位开口处于嵌接。
在此尤其可以设置的是，定位开口构造在框架-密封元件的弹性体部分中并且在电化学设备安装之前相比定位元件具有尺寸不足。
例如可以设置的是，定位元件基本上柱体形地构造并且定位开口基本上呈圆形地构造，其中，定位开口的直径在安装电化学设备之前小于定位元件的外径，优选小了至少0.1mm、特别优选小了至少0.2mm。
由此可以实现的是，其中一个电化学单元的框架-密封元件机械地联接到相邻的电化学单元的框架-密封元件上，从而包括两个框架-密封元件的结构组件在组装电化学设备期间能以简单的方式作为单元进行操作。
此外可以设置的是，框架包括至少一个定位元件，定位元件与和框架相邻的双极板的定位开口处于嵌接。
以这种方式可以实现框架-密封元件相对相邻的双极板的精确的定位。
此外可以设置的是，框架具有至少一个操作贯通开口，操作贯通开口没有或至少没有完全用弹性体材料填充。
在组装电化学设备期间可以将操作设备的、例如机器人的定位元件嵌入到这种操作贯通开口中，以便相对电化学设备的其他构件来定位框架-密封元件。
此外可以设置的是，框架具有排气区域，排气区域用弹性体部分的弹性体材料填充，弹性体材料包含或可以包含气泡。
成型工具的模腔可以经由这种排气区域在用弹性体部分的弹性体材料填充模腔期间排气，在模腔中通过注塑过程产生框架-密封元件。
在注塑过程期间填充框架的排气区域时，形成了气泡，但气泡不会妨碍框架-密封元件的功能，这是因为排气区域优选布置在框架-密封元件的介质通道-密封区域和流动区-密封区域之外。
因此框架的排气区域在以注塑方法制造框架-密封元件之后不必分开，而是可以留在用于将电化学单元和电化学设备作为整体组装的框架-密封元件处。
在排气区域的进入区域(弹性体材料在注塑过程时通过该进入区域侵入到排气区域中)中，框架优选具有比在框架的邻接进入区域的区域中更小的厚度，也就是说具有沿着电化学设备的堆叠方向的更小的伸展长度。
从进入区域起，框架在排气区域中的厚度优选延伸直至排气区域的一个端部区域或者多个、例如两个端部区域。
框架的厚度的从进入区域直至排气区域的一个端部区域或直至多个端部区域的这种上升优选基本上连续地发生。
框架优选被一体式地构造并且环形闭合地沿着框架-密封元件的整个周部延伸。
但在本发明的替选的设计方案中设置的是，框架-密封元件的框架没有被一体式地构造，而是包括两个或更多个的单独的框架部分并且沿着其周部具有至少一个缝隙，缝隙将框架的两个框架部分彼此分开。
优选设置的是，框架沿其周部具有至少两个、尤其是至少三个、特别优选至少四个缝隙，这些缝隙分别将框架的两个框架部分彼此分开。
框架的缝隙中的至少一个缝隙、优选每个缝隙，均用弹性体部分的弹性体材料填充。
这种缝隙可以用作伸缩缝，以便引起对由于框架的材料和弹性体部分的材料的不同的热膨胀系数所造成的公差补偿。
在电化学设备的特别的设计方案中可以设置的是，与电化学设备的一个电化学单元相邻的另外的电化学单元的构件与该电化学单元的构件一致地构造，但围绕平行于堆叠方向延伸的居中的转动轴线彼此扭转了180°角度地安装在堆垛中。
作为对此的替选也可以设置的是，与电化学设备的一个电化学单元相邻的另外的电化学单元的构件不仅构造成彼此一致，而且也以相同的定向安装在电化学设备的堆垛中，即尤其是没有围绕平行于堆叠方向延伸的居中的转动轴线扭转了180°角度。
本发明还涉及用于制造电化学设备的电化学单元的密封元件的方法，电化学设备具有多个沿堆叠方向相继的电化学单元，
其中，电化学单元分别包括膜、第一气体扩散层、第二气体扩散层、和双极板。
本发明的另外的任务在于，提供如下这种用于制造电化学设备的电化学单元的密封元件的方法，该方法能够实现按所述方法制造的密封元件在组装电化学设备时能以简单和精确的方式相对电化学设备的其他构件定位。
根据本发明，该任务通过如下方法解决，该方法包括下列内容：
-将至少一个气体扩散层带入到成型工具中；
-将框架带入到成型工具中或者通过注塑过程在成型工具中产生框架；
-通过注塑过程在成型工具中产生弹性体部分，该弹性体部分与气体扩散层材料锁合地连接并且与框架材料锁合地和/或形状锁合地连接；
其中，框架由具有比形成弹性体部分的弹性体材料更高的形状稳定性的材料形成。
在此，框架可以作为单独制造的置入部分被带入到成型工具中，其中，紧接着通过将弹性体材料压注到框架上和到气体扩散层上产生了弹性体部分。
用于框架的材料可以包括热塑性材料。
可以使用优选除了热塑性材料外还包含玻璃纤维的料材作为用于框架的材料。玻璃纤维在框架的材料中包含了优选至少10重量百分比、尤其是至少20重量百分比、特别优选至少30重量百分比和/或优选最多50重量百分比的含量。
例如可以使用名称为PPS GF40的料材作为用于框架的材料，该料材包含具有40重量百分比的玻璃纤维作为添加物的聚苯硫醚材料。
作为对此的替选，例如可以使用名为PPA GF35的料材作为用于框架的材料，该料材包含具有35重量百分比的玻璃纤维作为添加物的聚苯酰胺。
作为对此的替选或者补充，可以使用印制电路板材料、尤其是层压纸作为用于框架的材料。
尤其可以使用阻燃的印制电路板基材作为用于框架的材料。
例如可以使用印制电路板基材FR2，其包括纸和酚醛树脂。
此外还可以使用印制电路板基材FR3，其包括由环形树脂和纸制成的芯。
此外还可以使用印制电路板基材FR4，其包括环氧树脂和玻璃纤维织物。
作为对此的替选，也可以在多组分注塑方法中、尤其是在双组分注塑方法中制造框架-密封元件，其中，方法包括下列内容：
-在第一道工序中，将气体扩散层以期望的外轮廓从带形的原材料分离出来，例如切割出来或冲裁出来，并且置入到成型工具中。原材料可以例如是能卷起来的卷材。
-在第二道工序中，在成型工具中由形状稳定的材料在注塑方法中制造框架。
-在第三道工序中，然后在成型工具中在注塑过程中产生弹性体部分。在此，弹性体部分尤其可以同时被压注到气体扩散层上和框架上。
针对这种多组分注塑方法，可以使用包含玻璃纤维的人工合成材料、例如热塑性材料作为用于框架的材料。
玻璃纤维在框架的材料中包含优选至少10重量百分比、尤其是至少20重量百分比、特别优选至少30重量百分比和/或优选最多50重量百分比的含量。
例如可以使用名为PBTP GF30的材料，其包含聚丁烯-对苯二甲酸乙二醇酯，玻璃纤维以30重量百分比的重量含量添加给聚丁烯-对苯二甲酸乙二醇酯。
作为对此的替选，例如可以使用名为PPS GF40的材料，其包含聚苯硫醚，玻璃纤维以40重量百分比的重量含量添加给聚苯硫醚。
此外，作为对此的替选，可以使用名为PPA GF35的材料，其包含聚苯酰胺，玻璃纤维以35重量百分比的重量含量添加给聚苯酰胺。
若使用作为置入部分带入到成型工具中的框架来制造框架-密封元件，那么框架可以尤其包括金属的材料并且优选基本上完全由金属的材料形成。
完全或部分由金属的材料形成的这种框架，优选在注塑过程中通过如下方式基本上完全埋入到弹性体部分的弹性体材料中，即，优选将框架基本上完全用弹性体材料注塑包封。
包含金属材料的这种框架可以例如从薄片形的原材料分离出来、特别是冲裁出来。
作为对此的替选，可以设置的是，包含金属的材料的这种框架由线材、尤其是由扁平线材或由异形线材弯曲而成。
框架可以具有排气区域，成型工具的模腔在用弹性体部分的弹性体材料填充模腔期间经由该排气区域排气。
根据本发明的方法的另外的优选的设计方案已经在之前结合根据本发明的电化学设备的不同的特别的设计方案加以阐释。
框架-密封元件的框架可以尤其在端侧接驳到框架-密封元件的弹性体部分上，其中，框架的端侧优选基本上平行于电化学设备的堆叠方向取向。
框架因此可以如下这样接驳到弹性体部分上，即，使得框架的区域从后方嵌接弹性体部分和/或弹性体部分的区域从后方嵌接框架。
框架与弹性体部分的接驳可以例如通过如下方式进行，即，框架具有一个孔或多个孔，弹性体部分延伸穿过孔。
框架与弹性体部分的接驳也可以经由接片实现，从而使得框架的或弹性体部分的布置在接片之间的区域没有直接相互连接。
在此，接片可以与弹性体部分一体式地构造或者与框架一体式地构造。
框架的与弹性体部分处于接触的接触面可以被如下这样结构化，即，方便了在弹性体部分与框架之间建立机械的和/或化学的连接。
框架的接触面例如可以粗糙化和/或具有突起部和/或凹陷部。
框架可以具有孔和/或凹部，弹性体部分侵入到其中，以便在弹性体部分与框架之间形成形状锁合。
可以如下这样来选择这些孔/或凹部的数量和这些孔或凹部彼此间沿框架的周部方向的间距，即，使得确保了在弹性体部分与框架之间的足够稳定的连接。
这种孔和/或凹部优选布置在框架-密封元件的如下区域中，在这些区域中，由于弹性体部分的较高的振荡和/或由于框架的材料和弹性体部分的材料的不同的热膨胀系数而考虑到了机械的应力。
框架优选具有至少两个、尤其是至少四个、特别优选至少六个、例如至少八个孔，弹性体部分延伸穿过这些孔。
作为对此的替选或补充，可以设置的是，框架具有至少十个、优选至少二十个、尤其是至少二十五个凹部，弹性体部分延伸进入凹部中，以便形成与框架的形状锁合。
在框架中的孔的至少一个孔和/或在框架中的凹部的至少一个凹部可以具有钥匙孔的形状。
在本发明的优选的设计方案中设置的是，框架没有直接接驳到气体扩散层上，与该气体扩散层材料锁合地连接的是弹性体部分。
但在本发明的替选的设计方案中可以设置的是，框架直接接驳到气体扩散层上，与该气体扩散层材料锁合地连接的是框架-密封元件的弹性体部分。
弹性体部分优选通过注塑过程产生，在注塑过程中，弹性体部分的弹性体材料渗透了气体扩散层的区域。
框架可以附加地在外部压注到硬挡板(Hardstop)上，以便延长在电化学设备的双极板之间的空气间隙和爬电距离。
作为对此的替选，框架可以作为硬挡板的一部分或者取代硬挡板使用。
框架可以沿垂直于电化学设备的堆叠方向的方向突出于各自的电化学单元的双极板。由此实现了沿沿堆叠方向相继的双极板之间的良好的电绝缘。
此外，当电化学设备在相撞的情况下(特别是在汽车中使用电化学设备时)承受很高的加速度时，框架可以用作由电化学单元构成的堆垛在电化学设备的壳体处的止挡。
此外，框架可以用作用于双极板的防触摸保护。
定位孔可以构造为长孔，布置在框架处的定位元件嵌入到定位孔中。
这种长孔可以设置在相邻的电化学单元的框架-密封元件的框架中或与框架相邻的双极板中。
当框架具有朝着双极板突起的突出部并且双极板具有容纳突起部的杯形件时，框架可以相对相邻的双极板能定心。
杯形件可以例如压印到双极板的一个或多个双极板层中。
此外，当框架具有突起部并且相邻的电化学单元的框架-密封元件的框架具有用于容纳框架的突起部的凹部时，电化学单元的框架-密封元件的框架可以相对相邻的电化学单元的框架-密封元件的框架能定心。
框架可以阶梯状地构造，其中，背离弹性体部分的外部的框架区域相对朝向弹性体部分的内部的框架区域沿着电化学设备的堆叠方向错开。通过在外部的框架区域与内部的框架区域之间生成的阶梯，使得各一个阶梯状的框架可以在沿堆叠方向相邻的阶梯状的框架处能定心。
此外，可以通过框架的阶梯状的构造提高框架的刚性和/或实现了针对通过框架向外被遮盖的双极板的更好的防触摸保护。
此外可以设置的是，背离弹性体部分的外部的框架区域与朝向弹性体部分的内部的框架区域夹成了钝角α。
由此提高了框架的刚性和/或改进了针对电化学设备的通过框架向外被遮盖的双极板的防触摸保护。
外部的框架区域可以经由框架的弯曲的区域与内部的框架区域连接。
外部的框架区域与内部的框架区域所夹成的钝角α优选大于100°、尤其是大于110°。
此外，外部的框架区域与内部的框架区域所夹成的钝角α优选小于160°、尤其是小于150°。
框架可以构造为置入部分，其至少分区段地、优选完全埋入到弹性体部分的弹性体材料中。
置入部分可以由金属的材料形成。
框架可以设有贯通开口，贯通开口能够实现在注塑过程之后在退火过程期间能悬挂框架-密封元件。
这种贯通开口可以尤其构造在框架的向外远离框架-密封元件的弹性体部分突出的搭板处。
电化学设备的至少一个电化学单元的双极板可以具有接触搭板，相关的双极板为了电压分接而能在所述接触搭板处接触。
双极板的这种接触搭板优选支撑在相邻的框架-密封元件的框架处，以便通过支撑在框架处实现接触搭板的尽可能精确的取向。
框架的外轮廓可以形成拐角，拐角可以用作堆垛辅助结构的止挡、用作堆垛棱边和/或用作用于检测框架-密封元件的定位的测量棱边。
两个沿着电化学设备的堆叠方向相继的框架-密封元件的框架可以彼此卡锁地构成。
框架-密封元件的框架可以设有优选由弹性体材料制成的密封唇，以便弥补在彼此相邻的电化学单元的框架-密封元件的两个沿着电化学设备的堆叠方向相继的框架之间的缝隙，从而防止了介质从电化学设备泄漏并且防止了电化学设备由于外部侵入的介质而受污染。
密封唇与框架-密封元件的弹性体部分优选沿垂直于堆叠方向延伸的方向间隔开。
密封唇优选布置在框架-密封元件的弹性体部分与框架-密封元件的框架的外部的边缘之间。
附图说明
本发明的进一步的特征和优点是对实施例的接下来的说明和图示的主题。
附图中：
图1示出从上方俯视由多个电化学单元构成的组件的俯视图，电化学单元分别包括膜、第一气体扩散层、第二气体扩散层、与第一气体扩散层材料锁合地连接的第一密封元件、与第二气体扩散层材料锁合地连接的第二密封元件、和多层的双极板；
图2示出在流动区-密封件的区域中沿图1中的线2-2穿过图1的组件的平行于堆叠方向截取的横剖面图；
图3示出图1的区域I的放大图；
图4示出在介质通道-密封件的区域中沿着图3中的线4-4穿过图3的组件的横剖面图；
图5示出图1的区域II的放大图；
图6示出在联接装置的区域中沿着图5中的线6-6穿过图5的组件的横剖面图，第二密封元件通过联接装置与第一密封元件的形状稳定的框架并与双极板机械地联接；
图7示出图1的区域II的另一个放大图；
图8示出在联接装置的区域中沿着图7中的线8-8穿过图7的组件的横剖面图，电化学单元的第一密封元件的框架通过联接装置与相邻的电化学单元的第一密封元件的弹性体部分联接；
图9示出图1的区域III的放大图；
图10示出在介质通道-密封件的区域中沿图9中的线10-10穿过图9的组件的横剖面图；
图11示出图1的区域IV的放大图；
图12示出在联接装置的区域中穿过图11的组件的横剖面图，电化学单元的第一密封元件的框架通过联接装置与相邻的电化学单元的第一密封元件的弹性体部分联接；
图13示出图12的区域V的放大图；
图14示出对图1的组件的电化学单元的第一密封元件的框架的从上方的俯视图；
图15示出图14的区域VI的放大图；
图16示出图14的区域VII的放大图；
图17示出图1的电化学单元中的其中一个电化学单元的双极板的阴极侧的双极板层的俯视图；
图18示出图1的组件的电化学单元中的其中一个电化学单元的双极板的阳极侧的双极板层的俯视图；
图19示出图1的组件的电化学单元中的其中一个电化学单元的第一密封元件的弹性体部分的俯视图；
图20示出图1的组件的电化学单元中的其中一个电化学单元的第二密封元件的俯视图，其中，该第二密封元件包括仅一个弹性体部分；
图21示出图1的组件的电化学单元中的其中一个电化学单元的第一密封元件的俯视图，其中，第一密封元件包括弹性体部分和形状稳定的框架；
图22示出图21的区域VIII的放大图；
图23示出在框架的排气区域中穿过图21和22的第一密封元件的横剖面图；
图24示出图21的区域IX的放大图；
图25示出在流动区-密封件的区域中沿图24中的线25-25穿过图24的第一密封元件的横剖面图；
图26示出在第一密封元件的弹性体部分中在联接开口的区域中沿图24中的线26-26穿过图24的第一密封元件的横剖面图；
图27示出在介质通道-密封件的区域中沿图24中的线27-27穿过图24第一密封元件的横剖面图；
图28示出在联接装置的区域中穿过由多个电化学单元构成的组件的第二实施方式的相应图13的横剖面图，电化学单元的第一密封元件的框架通过联接装置与相邻的双极板连接；
图29示出在第三实施方式中的电化学单元的第一密封元件的区段的俯视图，在第三实施方式中，第一密封元件的框架多件式地构成并且沿其周部具有至少一个缝隙，缝隙将框架的两个框架部分彼此分开；
图30示出沿图1中的线30-30的穿过在电化学设备的第四实施方式中的由多个电化学单元构成的组件的平行于堆叠方向截取的横剖面图，在第四实施方式中，框架-密封元件的框架被阶梯状地构造；
图31示出穿过电化学设备的第五实施方式的剖面图，在第五实施方式中，框架-密封元件的框架构造为埋入到弹性体部分的弹性体材料中的金属的置入部分，该金属的置入部分包括外部的框架区域和内部的框架区域，其中，外部的框架区域经由弯曲的区域与内部的框架区域连接并且与内部的框架区域夹成了钝角；
图32示出穿过电化学设备的第六实施方式的对应图30和31的横剖面图，在第六实施方式中，框架设有密封唇，密封唇与弹性体部分间隔开并且布置在弹性部分与框架-密封元件的框架的外部的边缘之间；
图33示出从上方观察在电化学设备的第一实施方式的变型方案中的框架-密封元件的框架的截段的俯视图，在其中，设置在框架处的凹部构造为具有闭合的边缘的贯通开口；并且
图34示出穿过电化学设备的第七实施方式的对应图6的横剖面图，在第七实施方式中，彼此沿电化学设备的堆叠方向相邻的电化学单元的构件被彼此一致地构造并且没有围绕平行于堆叠方向延伸的居中的转动轴线转动了180°的角度，亦即以一致的定向安装在堆垛中。
相同的或功能相当的元件在所有附图中用同样的附图标记标注。
具体实施方式
作为整体用100标注的电化学设备、例如燃料电池设备或电解器，包括堆垛102，堆垛包括多个沿堆叠方向104相继的电化学单元106，如燃料电池单元或电解单元，和(未示出的)用于利用沿着堆叠方向104指向的夹紧力加载电化学单元106的夹紧设备。
如从图2能更好看出，电化学设备100的每个电化学单元106分别包括：第一气体扩散层108；第二气体扩散层110；布置在气体扩散层108与110之间的膜112、尤其是经催化剂涂层的膜(CCM)；与第一气体扩散层108材料锁合地连接的第一密封元件114；与第二气体扩散层110材料锁合地连接的第二密封元件116；和双极板118。
双极板118例如由金属的材料形成或者由能导电的人工合成材料形成。
每个双极板118在图示的实施方式中包括第一双极板层120和第二双极板层122，第一双极板层朝向各自的电化学单元106的第一气体扩散层108，第二双极板层背离各自的电化学单元106的第一气体扩散层108并且朝向相邻的电化学单元106’的第二气体扩散层110。
每个双极板118的两个双极板层120和122材料锁合地、尤其是通过焊接、例如通过激光焊流体密封地彼此固定。
第一双极板层120单独在图18中示出。
第二双极板层122单独在图17中示出。
第二双极板层122在其外周部处配设有至少一个接触搭板121，双极板118在接触搭板处能与(未示出的)电压分接元件接触。
此外，第二双极板层122在其外周部处设有至少一个堆垛棱边123，在电化学设备100的组装过程期间，(未示出的)堆垛辅助器件可以作用在该堆垛棱边处，以便精确地对齐堆垛102的构件。
接触搭板121和/或堆垛棱边123可以作为此的替选或补充也布置在第一双极板层120处。
第一密封元件114单独在图21中示出。
第二密封元件116单独在图20中示出。
第一气体扩散层108可以例如是电化学单元106的阳极侧的气体扩散层。
第二气体扩散层110可以例如是电化学单元106的阴极侧的气体扩散层。
但原则上电化学单元106的阳极侧和阴极侧可以相互调换，从而使得第一气体扩散层108是阴极侧的气体扩散层并且第二气体扩散层110是阳极侧的气体扩散层。
相邻的电化学单元106’的构件优选与电化学单元106的构件构造成一致，但围绕平行于堆叠方向104延伸的居中的转动轴线彼此转动了180°角地安装在堆垛102中。
第一密封元件114构造成框架-密封元件124，框架-密封元件包括在图19中单独示出的弹性体部分126和在图14中单独示出的框架128。
弹性体部分126由弹性体材料、例如由硅酮材料形成。
框架128由具有比形成弹性体部分126形成的弹性体材料更高的形状稳定性的材料形成。
可以例如使用名为PPS GF40的料材作为用于框架128的材料，该材料包含具有40重量百分比含量的玻璃纤维作为玻璃纤维添加物的聚苯硫醚材料。
作为对此的替选或补充，可以使用名为PPA GF35的料材作为用于框架128的材料，该材料包含具有35重量百分比含量的玻璃纤维作为玻璃纤维添加物的聚苯酰胺材料。
此外，可以使用印制电路板料材、尤其是层压纸作为用于框架128的材料。
尤其可以使用阻燃的印制电路板基材作为用于框架128的材料，例如名为FR2、FR3或FR4的印制电路板基材(在此“FR”代表“flame retardant(阻燃)”，即阻燃)。
印制电路板基材FR2包括标准质量的纸和酚醛树脂。
印制电路板基材FR3包括由环氧树脂和纸制成的芯。
印制电路板基材FR4包括环氧树脂和玻璃纤维织物。
在使用前述的用于框架128的材料的情况下可以通过注塑方法制造第一密封元件114，其中，该方法包括下列内容：
-将第一气体扩散层108带入到(未示出的)成型工具中；
-将框架128作为置入部分带入到成型工具中；
-通过注塑过程在成型工具中产生弹性体部分126，弹性体部分与第一气体扩散层108材料锁合地连接并且与框架128材料锁合地连接。
作为对此的替选，第一密封元件114也在多组分注塑方法中、尤其在双组分注塑方法中制造，其中，方法包括下列内容：
-将第一气体扩散层108带入到成型工具中；
-通过注塑过程在成型工具中产生框架128，其中，框架128例如由聚丁烯-对苯二甲酸乙二醇酯(PBTP)、由名为PPS GF40的料材(具有40重量百分比含量的玻璃纤维作为玻璃纤维添加物的聚苯硫醚)或者由名为PPA GF35的料材(具有35重量百分比含量的玻璃纤维作为玻璃纤维添加物的聚苯酰胺)形成；
-通过第二次注塑过程在成型工具中产生弹性体部分126，该弹性体部分与第一气体扩散层材料锁合地连接并且与框架128材料锁合地连接。
每个双极板层120、122和框架-密封元件124的弹性体部分126分别具有多个介质贯通开口130，要输送给电化学设备100的流体的介质(在燃料电池设备的情况下例如为燃烧气体、氧化剂或冷却剂)分别通过介质贯通开口可以穿行通过各自的双极板层120、122或框架-密封元件124的弹性体部分126。
在堆垛102中相继的双极板层120、122的和框架-密封元件124的布置于其之间的弹性体部分126的介质贯通开口130分别共同形成了介质通道132。
分别为每个介质通道132(流体的介质通过介质通道能输送给电化学设备100)配设至少一个其他介质通道132，相关的流体的介质能通过至少一个其他介质通道从电化学设备100导出。
介质可以从第一介质通道132横向于、优选基本上垂直于堆叠方向104地通过处于其间的流动区流到分别所配设的第二介质通道132，流动区优选构造在相邻的双极板层120、122的表面处或者(尤其是在冷却剂-流动区的情况下)构造在双极板118的第一双极板层120与第二双极板层122之间的间隙中。
在图1、图17、图18和图19中，例如示出了用于电化学设备100的氧化剂的两个介质通道134、用于电化学设备100的冷却剂的两个介质通道136和用于电化学设备100的燃烧气体或残余燃烧气体的两个介质通道138。
由图17和图18能看出，每个介质通道132通过各一个流动门140与分别所配设的流动区流体连接。
通过电化学单元106的密封元件114和116避免了流体的介质不期望地从电化学设备的介质通道132和流动区出来。
例如由图2能看出，第一密封元件114的弹性体部分126包括流动区-密封区域132，流动区-密封区域围绕流动区、例如围绕用于燃烧气体的流动区延伸并且包括一个或多个、在所示实施方式中为两个密封唇144，密封唇流体密封地贴靠在双极板118的第一双极板层120上，而不固定在该第一双极板层处。
此外，第一密封元件114的弹性体部分126，如由图4和19可以看到的那样，包括多个介质通道-密封区域146，介质通道-密封区域围绕各一个介质通道132延伸并且流体密封地贴靠在同一电化学单元106的双极板118的第一双极板层120上以及相邻的电化学单元106’的双极板118的第二双极板层122上，而没有固定在这些双极板层120或122处。
介质通道-密封区域146优选具有一个或多个密封唇148，弹性体部分126用这些密封唇贴靠在第一双极板层120上。
此外，介质通道-密封区域146优选包括一个或多个密封唇150，弹性体部分126用这些密封唇贴靠在相邻的电化学单元106的第二双极板层122上。
第二密封元件116如由图2和图20可以看到的那样包括流动区-密封区域152，该流动区-密封区域围绕电化学单元106的流动区延伸、例如围绕用于氧化剂的流动区延伸。
第二密封元件116的流动区-密封区域152优选包括一个或多个密封唇154，第二密封元件116用这些密封唇流体密封地贴靠在相邻的电化学单元的第二双极板层122上，而没有固定在双极板层122处。
此外，第二密封元件116的流动区-密封区域152和第一密封元件114的流动区-密封区域142用它们的彼此朝向的、优选基本上平坦的接触面156a或156b流体密封地彼此贴靠，而没有彼此固定。
在所示的实施方式中，第一密封元件114的框架128没有直接与第一气体扩散层108连接，第一密封元件114的弹性体部分126与该第一气体扩散层材料锁合地连接。
但框架128包括框架-接触区域158，框架128在该框架-接触区域处与弹性体部分126材料锁合地连接(尤其参见图2和图4)。
框架128为了使弹性体部分126更好地接驳到框架128上而在框架-接触区域158中构造成被削平；因此使得框架128沿着堆叠方向104的伸展长度在框架-接触区域158中比在邻接框架-接触区域158的框架基体160中更小。
弹性体部分126包括沿堆叠方向104布置在框架-接触区域158上方的上方的弹性体部分-接触区域162和沿堆叠方向布置在框架-接触区域158下方的下方的弹性体部分-接触区域164。
如由图4、图23和图27可以看出，弹性体部分126包括至少一个、优选多个弹性体部分-侧凹区域166，弹性体部分-侧凹区域分别从后方嵌接框架128的区域(沿垂直于堆叠方向104的侧凹方向168观察)。
此外，框架128包括至少一个、优选多个框架-侧凹区域170，这些框架-侧凹区域分别从后方嵌接弹性体部分126的区域。
如尤其由图3和27可以看出，框架128尤其可以具有至少一个贯通开口172，弹性体部分126延伸穿过贯通开口。
此外，框架128包括至少一个凹部174(参见图15和图16)，凹部通到通入口176，通入口布置在框架128的弹性体部分侧的边缘178处，其中，凹部174包括与通入口176相邻的狭窄部位180和拓宽的区域182，拓宽的区域经由狭窄部位180与凹部174的通入口176连接。
在电化学设备100的该实施方式的变型方案中可以设置的是，凹部174没有通到通入口176，而是构造为框架128中的贯通开口224，贯通开口具有环形闭合的边缘226。弹性体部分126延伸穿过该贯通开口224，因此在弹性体部分126与框架128之间实现了特别是能受载的形状锁合的连接，这是因为处在贯通开口224与框架128的内部的边缘227之间的框架-侧凹区域228从后方嵌接弹性体部分126。
如由图1可以看出，双极板118的接触搭板121和堆垛边缘123在侧向沿垂直于堆叠方向104的方向突出于框架124。
为了可以以简单的方式将沿堆叠方向104相继的电化学单元106的第一密封元件114的框架128精确地相对彼此定位，框架128具有至少一个定位元件184，定位元件与相邻的电化学单元106’的第一密封元件114的定位开口处于嵌接(参见图12和图13)。
定位元件184例如构造为沿堆叠方向104从框架基体160突出的、例如基本上呈柱体形的销188。
定位元件186构造在相邻的电化学单元106的第一密封元件114的弹性体部分126中并且在组装电化学设备100之前具有相对定位元件184的尺寸不足，该定位元件在组装时被带入到定位开口186中。
尤其可以设置的是，定位开口186的直径在组装之前小于定位元件184的外径，优选小了至少0.1mm、尤其是小了至少0.2mm。
定位元件184因此通过力锁合、尤其是通过压配合与定位开口186所构造在其中的弹性体部分126机械地联接。
定位元件184因此也形成了联接元件190，并且定位开口186形成了联接开口192，其中，联接元件190和联接开口192共同形成了联接装置194，通过联接装置使得其中一个电化学单元106的第一密封元件114与相邻的电化学单元106’的第一密封元件114机械地联接。
联接元件190或定位元件184延伸穿过在布置在电化学单元106的第一密封元件与相邻的电化学单元106’的第一密封元件114之间的双极板118的双极板层120和122中的贯通开口196。
电化学设备100还包括在图6中示出的另外的联接装置198，其中一个电化学单元106的第二密封元件116通过该另外的联接装置与同一电化学单元106的第一密封元件114的框架128以及与和第一密封元件114相邻的双极板118机械地联接。
这种另外的联接装置198包括构造为杯形件或蘑菇头200的联接元件190，该联接元件与由弹性体材料形成的第二密封元件116一体式地构造并且延伸穿过设置在第一密封元件114的框架128中的联接开口192。
联接元件198具有侧凹区域202，侧凹区域(沿堆叠方向104观察)从后方嵌接第一密封元件114的框架128中的联接开口192的边缘。
另外的联接装置198的联接元件190也与设置在与第一密封元件114相邻的双极板118的双极板层120和122中的另外的联接开口204嵌接。
因此第二密封元件116通过另外的联接装置198也与双极板118联接。
如由图20最佳地可以看出，另外的联接装置198的联接元件190布置在第二密封元件116的搭板206处，该搭板布置在第二密封元件116的流动区-密封区域152外部并且远离第二密封元件116的流动区-密封区域152地延伸。
联接装置198构造为卡锁装置208，电化学单元106的第二密封元件116通过该卡锁装置与同一电化学单元106的第一密封元件114卡锁。
联接装置198的联接元件190具有空腔210，在组装电化学单元106时，操作设备、例如机器人的定位销可以嵌入到空腔中，以便在联接装置198的区域中使第二密封元件116相对第一密封元件114定位。
此外，框架128具有一个或多个操作贯通开口222，操作贯通开口尤其在图1、图6、图8和12图中示出并且没有用弹性体部分126的弹性体材料填充。操作设备在组装电化学单元106或电化学设备100时可以嵌入到这些操作贯通开口222中，以便相对其他构件定位第一密封元件114。
第一密封元件114的框架128包括在图21和图22中示出的排气区域212，成型工具的模腔在用弹性体部分126的弹性体材料填充模腔时通过排气区域被排气。
在已经制好的第一密封元件114中，排气区域212被弹性体部分126的弹性体材料填充，其中，布置在排气区域212中的弹性体材料包含有在注塑过程期间填充排气区域212时形成的气泡。不过在处在第一密封元件114的介质通道-密封区域146和流动区-密封区域142外的排气区域212中，在弹性体材料中的这些气泡不会妨碍第一密封元件114的密封功能。
排气区域212因此以注塑方法制好第一密封元件114之后并不被分离，而是可以留在用于组装电化学单元106和电化学设备100的第一密封元件114处。
在排气区域212的进入区域214(弹性体材料在注塑过程时通过该进入区域侵入到排气区域212中)中，框架128具有比在框架基体160的邻接进入区域214的区域中更小的厚度，也就是说具有沿着堆叠方向104的更小的伸展长度。
从进入区域114起，框架128的厚度在排气区域212中上升直至排气区域212的一个端部区域216或多个、例如两个端部区域216。
框架128的厚度从进入区域214直至排气区域212的一个端部区域212或多个端部区域216的这种上升优选基本上连续地发生。
排气区域212优选布置在这样一个部位处，在该部位处，弹性体部分的两个弹性体-压注区域汇合。在制造该弹性体部分时，弹性体-压注区域中的每个弹性体-压注区域通过弹性体-压注点用能流动的弹性体原材料填充。这种弹性体-压注点进而是弹性体-压注区域存在得越多，那么框架128的排气区域212的数量就越多。
但不是强制性必须存在排气区域212。框架128原则上也可以构造成没有排气区域212。
电化学设备100的在图28中截段示出的第二实施方式与在图1至图27中、尤其是在对应图28的图13中示出的和前述的第一实施方式的区别在于，定位元件184没有通过压配合与相邻的电化学单元106的第一密封元件114的弹性体部分126力锁合地连接，而是有空隙地嵌入到定位开口186中，该定位开口设置在相邻的电化学单元106’的第一密封元件114的框架128处。
取而代之的是，在该实施方式中，电化学单元的第一密封元件通过如下方式被精确地相对相邻的双极板118定位，即，使得定位元件184以销188的形式以很小的空隙与定位开口186’处于嵌接，该定位开口构造在双极板118处、尤其是构造在背离第一密封元件114的第二双极板层122处。
定位元件184同时形成了联接元件190，该联接元件设置在电化学单元106的第一密封元件114处并且与双极板118的用作联接开口192的定位开口186’处于嵌接。
此外，电化学设备100的在图28中示出的第二实施方式在结构、功能和制造方式上与在图1至图27中示出的第一实施方式一致，就此而言可以参考上述内容。
电化学设备100的在图29中截段示出的第三实施方式与在图1至图27中示出的第一实施方式的区别在于，第一密封元件114的框架128不是一体式构造，而是包括两个或更多个单独的框架部分218并且沿其周部具有至少一个缝隙220，缝隙将框架128的两个框架部分218彼此分开。
缝隙220优选用弹性体部分126的弹性体材料填充。
此外，电化学设备100的在图29中示出的第三实施方式在结构、功能和制造方式上与在图1至图27中示出的第一种实施方式一致，就此而言可以参考前述内容。
电化学设备100的在图30中截段示出的第四实施方式与在图1至图27中示出的第一实施方式的区别在于，框架-密封元件124的框架128被阶梯状地构造，其中，背离弹性体部分126的外部的框架区域230相对朝向弹性体部分126的内部的框架区域232沿着电化学设备100的堆叠方向104错开。
由此，在外部的框架区域230与内部的框架区域232之间产生了阶梯234。
通过彼此相邻的框架128的阶梯234的协同作用，使得各一个阶梯状的框架128能在沿堆叠方向相邻的阶梯状的框架128处定心。
此外，可以通过框架128的阶梯状的构造提高框架128的刚性和/或实现了对被框架128向外遮盖的双极板118的更好的防触摸保护。
此外，电化学设备100的在图30中示出的第四实施方式在结构、功能和制造方式上与在图1至图27中示出的第一实施方式或与在图28或图29中示出的实施方式中的其中一个实施方式一致，就此而言可以参考前述内容。
在图30中示出的穿过电化学设备100的第四实施方式的平行于堆叠方向截取的横剖面在这样一个部位处截取，该部位相应于第一实施方式中在图1中的线30-30，不过此时(与仅示出了沿堆叠方向相继的两个电化学单元的图2不同的是)示出了沿堆叠方向104相继的四个电化学单元106。
电化学设备100的在图31中截段示出的第五实施方式与在图1至图27中示出的和前述的第一实施方式的区别在于，框架-密封元件124的框架128构造为置入部分236，该置入部分至少分区段地、优选基本上全部埋入到各自的框架密封元件124的弹性体部分126的弹性体材料中。
置入部分236优选由金属材料形成。
置入部分236包括外部的框架区域230和内部的框架区域232，其中，外部的框架区域230经由弯曲的区域238与内部的框架区域232连接并且与内部的框架区域232夹成了钝角α。
角度α优选大于100°、尤其是大于110°。
此外，角度α优选小于160°、尤其是小于150°。
角度α例如可以约为140°。
通过框架128的有角度的结构，提高了框架128的刚性和/或改进了对于电化学设备100的被框架128向外遮盖的双极板118的防触摸保护。
此外，电化学设备100的在图31中示出的第五实施方式在结构、功能和制造方式上与在图1至图27中示出的第一实施方式或与在图28或图29中示出的实施方式中的其中一个实施方式一致，就此而言可以参考前述内容。
在图31中示出的穿过电化学设备100的第五实施方式的平行于堆叠方向截取的横剖面在这样一个部位处截取，该部位相应于第四实施方式的部位，在该部位处截取了电化学设备100的第四实施方式的在图30中所示的横剖面。
电化学设备100的在图32中截段示出的第六实施方式与在图1至图27中示出的第一实施方式的区别在于，框架-密封元件124的框架128设有密封唇240，以便弥补彼此相邻的电化学单元106的框架-密封元件124的各两个沿着电化学设备100的堆叠方向104相继的框架128之间的缝隙242。
通过密封唇240防止了介质从电化学设备100泄漏和/或防止了电化学设备100由于外部侵入的介质而受到污染。
密封唇240优选由弹性体材料形成。
密封唇240的弹性体材料可以与框架-密封元件124的弹性体部位126的弹性体材料一致。
密封唇240与框架-密封关键124的弹性体部分126间隔开。
密封唇240优选布置在框架-密封元件124的弹性体部分126与框架-密封元件124的框架128的外部的边缘244之间。
密封唇240因此沿垂直于堆叠方向104延伸的方向与弹性体部分126间隔开。
此外，电化学设备100的在图32中示出的第六实施方式在结构、功能和制造方式上与在图1至图27中示出的第一实施方式或与在图28或图29中示出的实施方式中的其中一个实施方式一致，就此而言可以参考前述内容。
电化学设备100的第六实施方式的在图32中示出的横剖面在这样一个部位处截取，该部位相应于截取了电化学设备100的第四实施方式的在图30中所示的横剖面的部位。
电化学设备100的在图34中截段示出的第七实施方式与在图1至图27中示出的第一实施方式的区别在于，彼此相邻的电化学单元106和106’的构件不仅构造成彼此一致，而且也沿相同的定向安装在电化学设备100的堆垛102中，即没有围绕平行于堆叠方向104延伸的居中的转动轴线扭转180°角度。
因此由相应电化学设备100的第一实施方式的图6的图示的图34可以看出，在该第七实施方式中，彼此相邻的电化学单元106的联接元件190沿堆叠方向104直接叠置。
尤其可以设置的是，沿堆叠方向104彼此相邻的电化学单元106的联接元件190在电化学设备100的安装状态中彼此直接触碰。
为了能够将彼此相邻的电化学单元106的联接元件190直接相互堆叠，可以设置的是，联接元件190构造成比在电化学设备100的第一实施方式中更为精细和有更小的高度(沿堆叠方向104测量)。
此外，电化学设备100的在图34中示出的第七实施方式在结构、功能和制造方式上与在图1至图27中示出的第一实施方式或与在图28或图29中示出的实施方式中的其中一个实施方式一致，就此而言可以参考前述内容。

Claims (18)

1.电化学设备，其包括多个沿着堆叠方向(104)相继的电化学单元(106)，所述电化学单元分别包括膜(112)、第一气体扩散层(108)、第二气体扩散层(110)、与所述第一气体扩散层(108)材料锁合地连接的第一密封元件(114)、与所述第二气体扩散层(110)材料锁合地连接的第二密封元件(116)、和双极板(118)，
其特征在于，
所述密封元件(114、116)中的其中一个密封元件构造为框架-密封元件(124)，所述框架-密封元件包括弹性体部分(126)和框架(128)，
其中，所述框架(128)由具有比形成所述弹性体部分(126)的弹性体材料更高的形状稳定性的材料形成。
2.根据权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)与所述弹性体部分(126)材料锁合地和/或形状锁合地连接。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)没有直接与所述气体扩散层(108、110)连接，与所述气体扩散层材料锁合地连接的是所述弹性体部分(126)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)包括框架-接触区域(158)，所述框架(128)在所述框架-接触区域处与所述弹性体部分(126)材料锁合地和/或形状锁合地连接或能连接，并且所述弹性体部分(126)包括上方的弹性体部分-接触区域(162)和/或下方的弹性体部分-接触区域(164)，所述上方的弹性体部分-接触区域在所述堆叠方向(104)上布置在所述框架-接触区域(158)上方，所述下方的弹性体部分-接触区域沿所述堆叠方向(104)布置在所述框架-接触区域(158)下方。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述弹性体部分(126)包括至少一个弹性体部分-侧凹区域(166)，所述弹性体部分-侧凹区域从后方嵌接所述框架(128)的区域，和/或所述框架(128)包括至少一个框架-侧凹区域(170)，所述框架-侧凹区域从后方嵌接所述弹性体部分(126)的区域。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)具有至少一个贯通开口(172)，所述弹性体部分(126)延伸穿过所述贯通开口。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)包括至少一个凹部(124)，所述凹部在所述框架(128)的弹性体部分侧的边缘(178)处通到通入口(176)，其中，所述凹部(174)包括与所述通入口(176)相邻的狭窄部位(180)和拓宽区域(182)，所述拓宽区域经由所述狭窄部位(180)与所述通入口(176)连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)具有至少一个定位元件(184)，所述定位元件与相邻的电化学单元(106’)的框架-密封元件(124)的定位开口(186)处于嵌接。
9.根据权利要求8所述的电化学设备，其特征在于，所述定位开口(186)构造在所述框架-密封元件(124)的弹性体部分(126)中并且在安装所述电化学设备(100)之前相比所述定位元件(184)具有间隙配合尺寸。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)包括至少一个定位元件(184)，所述定位元件与和所述框架(128)相邻的双极板(118)的定位开口(186’)处于嵌接。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)具有至少一个操作-贯通开口(222)，所述操作-贯通开口没有用弹性体材料填充。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)具有排气区域(212)，所述排气区域用所述弹性体部分(126)的弹性体材料填充，所述弹性体材料可选地包含气泡。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)多件式地构造并且沿着所述框架的周部具有至少一个缝隙(220)，所述缝隙将所述框架(128)的两个框架部分(218)彼此分开。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)阶梯状地构造，其中，背离所述弹性体部分(126)的外部的框架区域(230)相对朝向所述弹性体部分(126)的内部的框架区域(232)沿着所述堆叠方向(104)错开。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)的外部的框架区域(230)与所述框架(128)的内部的框架区域(232)夹成了钝角(α)。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的电化学设备，其特征在于，所述框架(128)设有密封唇(240)，所述密封唇与所述弹性体部分(126)间隔开。
17.用于制造电化学设备(100)的电化学单元(106)的密封元件(114)的方法，所述电化学设备包括多个沿着堆叠方向相继的电化学单元(106)，
其中，所述电化学单元(106)分别包括膜(112)、第一气体扩散层(108)、第二气体扩散层(110)、和双极板(118)，
其中，所述方法包括：
-将至少一个气体扩散层(108)置入到成型工具中；
-将框架(128)置入到所述成型工具中或者通过注塑过程在所述成型工具中产生框架(128)；
-通过注塑过程在所述成型工具中产生弹性体部分(126)，所述弹性体部分与所述气体扩散层(108)材料锁合地连接并且与所述框架(128)材料锁合地和/或形状锁合地连接；
其中，所述框架(128)由具有比形成所述弹性体部分(126)的弹性体材料更高的形状稳定性的材料形成。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述框架(128)具有排气区域(212)，在用所述弹性体部分(126)的弹性体材料填充模腔期间所述成型工具的模腔经由所述排气区域排气。
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