CN116960388A - 一种一体化燃料电池单电池及燃料电池电堆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一体化燃料电池单电池及燃料电池电堆。单电池包括依次堆叠设置的阴极单极板、膜电极和阳极单极板，膜电极的外沿及部分腔口位置设有第一注塑孔，阳极单极板或阴极单极板的外沿及部分腔口位置设有第二注塑孔，第一注塑孔与部分第二注塑孔相对设置；单电池还包括连接阴极单极板、膜电极和阳极单极板的密封件，部分密封件贯穿第二注塑孔与第一注塑孔密封阴极单极板、膜电极和阳极单极板的外沿及部分腔口位置。注塑材料透过开孔进入阳极单极板与膜电极及膜电极与阴极单极板之间以将三个部件连接在一起，达成氢气场及氧气场的密封，同时阴极单极板面向水场的一侧同步注塑形成水腔的密封。

Description

一种一体化燃料电池单电池及燃料电池电堆

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种一体化燃料电池单电池及燃料电池电堆。

背景技术

一体化燃料电池是由阴极单极板和阳极单极板夹着膜电极组件的状态存在的。其中阴极单极板与膜电极组件、阳极单极板与膜电极组件以及阴极单极板与阳极单极板间的界面均需要进行密封来保证反应物、产物及冷却液的相互隔绝。

目前常见的一体化燃料电池结构中的密封通常由两种方式联合进行，其中阳极单极板与膜电极组件、阴极单极板与膜电极组件间的界面由胶黏剂进行密封，胶黏剂涉及的类型有紫外光固胶、热熔胶、压敏胶等。阳极单极板与膜电极组件的粘结可以与阴极单极板与膜电极组件的粘结采用同种工艺一起进行，也可以采用不同的胶黏剂分步进行，而阴极单极板与阳极单极板的密封则需要通过压注或注塑等工艺进行。过程中需要2~3个工艺步骤及2~3种工艺方式来进行上述三组界面的密封，涉及的密封界面类型也有3~4类，工艺过程、制造过程以及研究界面失效的内容及工作量成倍增长。

对于传统的一体化结构类型，在制造上，单极板与膜电极组件的粘结工艺与阳极单极板/阴极单极板间的注塑工艺至少存在三类界面类型（粘结工艺产生的粘结界面，注塑工艺产生的注塑界面以及装配时产生的机械应力界面），需要至少两套工艺模式来进行实现，工序复杂。在失效研究上，上述至少存在的三类界面类型均需要进行各自的失效模式分析及预测，研究方向不一，工作量成倍增长。在气密可靠性上，上述至少存在的三类失效模式导致密封失效的风险性较大，发生密封失效则会产生串漏引起的烧堆安全性问题以及外漏引起的引起氢气泄露安全性问题和气体泄露导致的压降等效率问题。

发明内容

本申请提供了一种一体化燃料电池单电池及燃料电池电堆，旨在通过一次注塑成型直接将阳极单极板、膜电极组件及阴极单极板连接，实现气腔及水腔的密封，减少密封失效的类型，降低外漏串漏的风险。

本申请提供了一种一体化燃料电池单电池，所述单电池包括依次堆叠设置的阴极单极板、膜电极和阳极单极板；

所述膜电极的外沿及部分腔口位置设有第一注塑孔，所述阳极单极板或所述阴极单极板的外沿及部分腔口位置设有第二注塑孔，所述第一注塑孔与部分所述第二注塑孔相对设置；

所述单电池还包括连接所述阴极单极板、所述膜电极和所述阳极单极板的密封件，部分所述密封件设置于所述阳极单极板或所述阴极单极板远离所述膜电极的一侧，部分所述密封件贯穿所述第二注塑孔与所述第一注塑孔密封所述阴极单极板、所述膜电极和所述阳极单极板的外沿及部分腔口位置。

在一种可能的设计中，所述阳极单极板的外沿及部分腔口位置设有第一凸起部；

所述阴极单极板的外沿及部分腔口位置设有第二凸起部；

所述第二注塑孔设置于所述第一凸起部或所述第二凸起部。

在一种可能的设计中，所述密封件包括第一密封部、第二密封部和第三密封部；

所述第一密封部设置于所述第一凸起部形成的凹槽内，以连接所述阳极单极板与所述膜电极；

所述第二密封部设置于所述第二凸起部形成的凹槽内，以连接所述阴极单极板与所述膜电极；

所述第三密封部设置于所述阳极单极板或所述阴极单极板远离所述膜电极的一侧，以密封所述阴极单极板与相邻所述单电池的阳极单极板。

在一种可能的设计中，所述阳极单极板的外沿及部分腔口位置还设有第一夹持部，所述第一夹持部位于所述第一凸起部的两侧，所述第一夹持部与所述膜电极贴合；

所述阴极单极板的外沿及部分腔口位置还设有第二夹持部，所述第二夹持部位于所述第二凸起部的两侧，所述第二夹持部与所述膜电极贴合。

在一种可能的设计中，所述第一夹持部的宽度为1mm-5mm，所述第二夹持部的宽度为1mm-5mm。

在一种可能的设计中，所述阳极单极板的氢腔口靠近流场区的一侧安装有氢腔嵌件，所述氢腔嵌件上存在多个氢气流道；

所述氢腔嵌件的高度与所述第一凸起部的高度相同。

在一种可能的设计中，所述阴极单极板的氧腔口靠近流场区的一侧安装有氧腔嵌件，所述氧腔嵌件上存在多个氧气流道；

所述氧腔嵌件的高度与第二凸起部的高度相同。

在一种可能的设计中，所述膜电极的气腔口不设置所述第一注塑孔。

在一种可能的设计中，所述阴极单极板的氧腔口及所述阳极单极板的氢腔口靠近流场区的一侧不设置所述第二注塑孔。

在一种可能的设计中，所述第三密封部被压缩后与流场区等高或低于流场区0.01mm-0.3mm。

在一种可能的设计中，对应水腔口设置的部分所述第三密封部设有多个所述第三凸起部，相邻所述第三凸起部之间形成冷却液通道。

在一种可能的设计中，所述阴极单极板的外沿及部分腔口位置与所述阳极单极板的外沿及部分腔口位置均设置有所述第二注塑孔。

本申请还提供了一种燃料电池电堆，包括至少两个堆叠设置的一体化燃料电池单电池，所述一体化燃料电池单电池为上述所述的一体化燃料电池单电池。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为现有技术中燃料电池的结构示意图；

图2为本申请所提供一体化燃料电池单电池的爆炸示意图；

图3为本申请所提供阴极单极板开孔示意图；

图4为本申请所提供膜电极开孔示意图；

图5为本申请所提供密封件的结构示意图；

图6为图5中密封件未处于注塑孔中的剖视示意图；

图7为图5中密封件处于注塑孔中的剖视示意图；

图8为图5中水场侧密封件氧腔口处面向阴极单极板的部分示意图；

图9为本申请所提供氢腔嵌件与阳极单极板配合的示意图；

图10为本申请所提供氧腔嵌件与阴极单极板配合的示意图；

图11为一体化燃料电池单电池氢腔口处的剖面尺寸示意图；

图12为图11中氢腔口远离流场区一侧的部分结构放大图；

图13为图11中氢腔口靠近流场区一侧的部分结构放大图；

图14为图11中流场区的部分结构放大图；

图15为一体化燃料电池单电池氧腔口处的剖面尺寸示意图；

图16为图15中氧腔口远离流场区一侧的部分结构放大图；

图17为图15中氧腔口靠近流场区一侧的部分结构放大图；

图18为图15中流场区的部分结构放大图。

附图标记：

1´-阴极单极板；

2´-膜电极；

3´-阳极单极板；

4´-胶黏剂；

5´-密封件；

1-阴极单极板；

11-第二凸起部；

12-第二注塑孔；

13-第二夹持部；

14-氧腔嵌件；

15-氧腔口；

16-膜电极阴极侧流场区；

2-膜电极；

21-第一注塑孔；

3-阳极单极板；

31-第一凸起部；

32-第一夹持部；

33-氢腔嵌件；

34-氢腔口；

35-膜电极阳极侧流场区；

4-密封件；

41-第一密封部；

42-第二密封部；

43-第三密封部；

44-冷却液通道。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1所示，现有技术中，燃料电池的密封由两种方式联合形成，阳极单极板3´与膜电极2´、阴极单极板1´与膜电极2´间的界面由胶黏剂4´进行密封，阳极单极板3´与阴极单极板1´之间的界面则由密封件5´进行密封。阳极单极板3´与膜电极2´的粘结可以与阴极单极板1´与膜电极1´的粘结采用同种工艺一起进行，也可以采用不同的胶黏剂4´分步进行，而阴极单极板1´与阳极单极板3´的密封则需要通过压注或注塑等工艺进行。过程中需要2~3个工艺步骤及2~3种工艺方式来进行上述三组界面的密封，涉及的密封界面类型也有3~4类（至少一种粘接界面、注塑界面、机械装配界面），工艺过程、制造过程以及研究界面失效的内容及工作量成倍增长。

为此，如图2至图4所示，本实施例提供了一种一体化燃料电池单电池，单电池包括依次堆叠设置的阴极单极板1、膜电极2和阳极单极板3。膜电极2的外沿及部分腔口位置设有第一注塑孔21，阳极单极板3或阴极单极板1的外沿及部分腔口位置设有第二注塑孔12，第一注塑孔21与部分第二注塑孔12相对设置。单电池还包括连接阴极单极板1、膜电极2和阳极单极板3的密封件4，部分密封件4设置于阳极单极板3或阴极单极板1远离膜电极2的一侧，部分密封件4贯穿第二注塑孔12与第一注塑孔21密封阴极单极板1、膜电极2和阳极单极板3的外沿及部分腔口位置。

本实施例中，在单极板和膜电极2边框上开孔使得注塑用材料透过开孔进入阳极单极板3与膜电极2及膜电极2与阴极单极板1之间以将三个部件连接在一起。本实施例第二注塑孔12可以设置在阳极单极板3或阴极单极板1上，以第二注塑孔12设置在阴极单极板1，阳极单极板3不设置第二注塑孔12为例进行阐述。具体地，将阳极单极板3、膜电极2及阴极单极板1依次堆叠至模具中，注塑材料沿阴极单极板1上的第二注塑孔12流至阴极单极板1与膜电极2之间的外沿及部分腔口位置，注塑材料再沿膜电极2上的第一注塑孔21流至膜电极2与阳极单极板3之间的外沿及部分腔口位置，使得注塑材料形成连接阳极单极板3、膜电极2以及阴极单极板1的密封件4，同时阴极单极板1背离膜电极2的一侧也注塑有注塑材料，使得注塑材料将阴极单极板1、膜电极2及阳极单极板3连接达成氢气场及氧气场的密封，同时阴极单极板1面向水场的一侧同步注塑形成水腔的密封。本实施例在气腔密封、水腔密封均只有注塑工艺产生的注塑界面，（在多个单电池堆叠形成电堆时，存在多个电池装配时产生的机械应力界面，）减少了密封失效的类型，降低外漏及串漏的风险。

其中，第一注塑孔21的长度为0.5mm-5mm，宽度为0.5mm-5mm，相邻第一注塑孔21的间隔为2mm-200mm。第二注塑孔12的长度为0.5mm-5mm，宽度为0.5mm-5mm，相邻第二注塑孔12的间隔为2mm-200mm。

进一步地，如图3、图5至图7和图9所示，阳极单极板3的外沿及部分腔口位置设有第一凸起部31，第一凸起部31朝远离膜电极2的方向凸起，阴极单极板1的外沿及部分腔口位置设有第二凸起部11，第二凸起部11朝远离膜电极2的方向凸起，第二注塑孔12设置于第一凸起部31或第二凸起部11。密封件4包括第一密封部41、第二密封部42和第三密封部43，第一密封部41设置于第一凸起部31形成的凹槽内，以连接阳极单极板3与膜电极2。第二密封部42设置于第二凸起部11形成的凹槽内，以连接阴极单极板1与膜电极2，第三密封部43设置于阳极单极板3或阴极单极板1远离膜电极2的一侧，以密封阴极单极板1与相邻单电池的阳极单极板3。

本实施例中，阳极单极板3、膜电极2和阴极单极板1堆叠后，第一凸起部31与膜电极2之间及膜电极2与第二凸起部11之间形成容纳空间，使得注塑材料能够被限制在容纳空间内，避免注塑材料一出各部件的外沿及部分腔口位置。

进一步地，为使注塑材料能够填满极板与膜电极2边框之间，可选用注塑材料粘度较小的材料，本实施例可采用液态硅橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶中的一种作为注塑材料。以硅橡胶为例，为补偿液态硅橡胶材料的自粘性不足，在注塑前，在所有与液态硅橡胶接触的极板及膜电极2边框上预先涂覆有一层胶黏剂，在注塑流化的过程中形成液态硅橡胶与极板及膜电极2边框的有效粘结界面。胶黏剂的材料可以为硅烷偶联剂、开姆洛克等反应型胶黏剂中的一种。

或者，注塑材料可以采用自粘性材料，如聚烯烃等，可以直接注塑。

为进一步防止注塑材料溢胶的问题，如图3和图9所示，阳极单极板3的外沿及部分腔口位置还设有第一夹持部32，第一夹持部32位于第一凸起部31的两侧，第一夹持部32与膜电极2贴合；阴极单极板1的外沿及部分腔口位置还设有第二夹持部13，第二夹持部13位于第二凸起部11的两侧，第二夹持部13与膜电极2贴合。本实施例通过在第一凸起部31的两侧留有第一夹持部32，在第二凸起部11的两侧留有第二夹持部13，使得模具能够通过第一夹持部32与第二夹持部13压紧单电池，限制注塑材料成型的过程。

其中，第一夹持部32的宽度为1mm-5mm，第二夹持部13的宽度为1mm-5mm。

在一些实施例中，第一凸起部31与流场区等高或略低于流场区0.01mm-0.3mm，整体高度在0.1mm-0.5mm之间，第一凸起部31表面整体呈连续状态，宽度在2mm-8mm。第二凸起部11与流场区等高或略低于流场区0.01mm-0.3mm，整体高度在0.1,mm-0.5mm之间，第二凸起部11表面呈连续状态，宽度在2mm-8mm。

需要说明的是，若第一凸起部31和/或第二凸起部11略低于流场区，通过第三密封部43进行密封即可，使得第三密封部43被压缩后与流场区等高。

具体如图11至图18所示，a1为第二密封部42与第三密封部43的高度和，a1为0.71mm，压缩29.58％后高0.5mm，a2为第三密封部43的高度，a2为0.4，压缩51.22％后为0.2mm，b1为第二凸起部11的高度，b1为0.3mm，b2为膜电极阴极侧流场区16高度，b2为0.4mm，b3为膜电极阴极侧流场区16的补偿高度，b3为0.1mm，c1为第一凸起部31的高度，c1为0.35mm，c2为膜电极阳极侧流场区35高度，c2为0.3mm，c3为膜电极阳极侧流场区35的补偿高度，c3为0.05mm，配合膜电极2边框厚度为0.15mm，质子膜厚度为0.1mm，阴极扩散层压缩后厚度为0.1mm，阳极扩散层压缩后厚度为0.1mm。如图11至图14所示，第一凸起部31的高度c1较膜电极阳极侧流场区35的高度c2高0.05mm，第一凸起部31脊高与膜电极阳极侧流场区35脊高保持一种，第一凸起部31的槽高较膜电极阳极侧流场区35的槽高深0.05mm，整体低0.05mm，使得膜电极阳极侧流场区35配合膜电极2碳纸压缩20％后紧密接触。第二凸起部11的高度b1较膜电极阴极侧流场区16的高度b2低0.1mm，第二凸起部11的脊高较膜电极阴极侧流场区16的脊高浅0.2mm，第二凸起部11的槽高较膜电极阴极侧流场区16的槽高深0.1mm，整体低0.1mm，使得第三密封部43具有足够的压缩空间且在膜电极阴极侧流场区16配合膜电极2碳纸压缩20％后紧密接触。同时，第二密封部42与第三密封部43的高度和a1压缩29.58％后0.5mm，由膜电极阴极侧流场区16的补偿高度b3进行补偿，使得膜电极阴极侧流场区16与第三密封部43被压缩后齐平。

如图15至图18所示，在氧气腔气体入口的过桥区，在阴极单极板1与膜电极2之间设置有氧腔嵌件14，氧腔嵌件14的高度与第二凸起部11的高度b1一致，同时，在第一凸起的高度c1较膜电极阳极侧流场区35的高度c2高0.05mm，第一凸起部31脊高与膜电极阳极侧流场区35脊高保持一致，第一凸起部31的槽高较膜电极阳极侧流场区35槽高深0.05mm，整体低0.05mm，由膜电极阳极侧流场区35的补偿高度c3进行补偿。注塑于阴极单极板1上的密封件4（第二密封部42和第三密封部43）在除氧气腔气体入口的过桥区部分均厚度一致，压缩率为30％左右，而在氧气腔气体入口的过桥区，为配合氧腔嵌件14高度，其厚度a2＝a1-b1，压缩后高度则与a1处保持一致。

如图3至图5、图8至图10所示，在一些实施例中，为保证气体流通，阳极单极板3的氢腔口34靠近流场区的一侧安装有氢腔嵌件33，氢腔嵌件33上存在多个氢气流道，氢腔嵌件33的高度与第一凸起部31的高度相同。阴极单极板1的氧腔口15靠近流场区的一侧安装有氧腔嵌件14，氧腔嵌件14上存在多个氧气流道；氧腔嵌件14的高度与第二凸起部11的高度相同。对应地，膜电极2的气腔口不设置第一注塑孔21。阴极单极板1的氧腔口15及阳极单极板3的氢腔口34靠近流场区的一侧不设置第二注塑孔12。

本实施例中，氢腔口34入口处，阳极单极板3和膜电极2上均无注塑孔，氧腔口15入口处，阴极单极板1和膜电极2上均无注塑孔，在注塑前，先将氢腔嵌件33固定在阳极单极板3上，将氧腔嵌件14固定阴极单极板1上。注塑时，阳极单极板3与膜电极2之间已存在氢腔嵌件33，膜电极2与阴极单极板1之间已存在氧腔嵌件14，仅需在阳极单极板3与膜电极2之间、膜电极2与阴极单极板1之间以及阴极板远离膜电极2的一侧注塑即可。

因膜电极2的气腔口未设置第一注塑孔21，则可在膜电极2的边沿与气腔口的交叉口处开设较大的第一注塑孔21，以便于注塑材料流入阳极单极板3与膜电极2之间。

其中，氢腔嵌件33的高度与第一凸起部31的高度相同，氢腔嵌件33的长度与氢腔口34的长度一致，氢腔嵌件33的宽度胶同一位置水腔侧密封件4宽0.4mm-40mm，氢腔嵌件33的单个长度为0.1mm-5mm，相邻氢腔嵌件33之间间隔0.1mm-1mm。氧腔嵌件14的高度与第二凸起部11的高度相同，氧腔嵌件14的长度与氧腔口15的长度一致，氧腔嵌件14的宽度胶同一位置水腔侧密封件4宽0.4mm-40mm，氧腔嵌件14的单个长度为0.1mm-5mm，相邻氧腔嵌件14之间间隔0.1mm-1mm。

氢腔嵌件33与氧腔嵌件14的材质可以为铁件、钛件等金属件，也可以为聚砜、聚醚酰亚胺等硬质塑料件。对于金属制嵌件可以通过电焊、粘贴等方式与单极板预制集成，对于硬质塑料制嵌件可以通过注塑、黏贴等方式与单极板预制集成。

在一些实施例中，对应水腔口设置的部分第三密封部43设有多个凹陷部，多个凹陷部为冷却液通道44。本实施例中，可通过在模具设置多个凸起部，使多个凸起部压置在阴极单极板1的水腔口处，在注完注塑材料后，凸起部所压置的位置形成多个凹陷部，多个凹陷部形成多个水流通道44，使得水场内的水沿水流通道44流至阴极单极板1与阳极单极板3之间进行降温。

在一种可能的设计中，阴极单极板1的外沿及部分腔口位置与阳极单极板3的外沿及部分腔口位置均设置有第二注塑孔12。在进行双边注塑时，阳极单极板3面向水场的一侧不进行密封件4的注塑，仅通过第二注塑孔12向阳极单极板3与膜电极2之间进行注塑材料的流动及第二注塑孔12的封堵。多个单电池进行装配时，阴极单极板1面向水场的密封件4与阳极单极板3的板材材料接触而非密封材料接触。

本实施例还提供了一种燃料电池电堆，包括至少两个堆叠设置的一体化燃料电池单电池。本实施例中，通过单次注塑成型一体化的单电池结构，单电池密封界面类型，将传统电池堆的密封界面类型由3-4类减少至2类（2类密封界面其中一种通过注塑形成，另一种通过多个单电池装配过程中的机械接触形成），减少了密封失效的类型，有效提高 使用的安全性，提高电堆的效率。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种一体化燃料电池单电池，其特征在于，所述单电池包括依次堆叠设置的阴极单极板、膜电极和阳极单极板；

所述膜电极的外沿及部分腔口位置设有第一注塑孔，所述阳极单极板或所述阴极单极板的外沿及部分腔口位置设有第二注塑孔，所述第一注塑孔与部分所述第二注塑孔相对设置；

所述单电池还包括连接所述阴极单极板、所述膜电极和所述阳极单极板的密封件，部分所述密封件设置于所述阳极单极板或所述阴极单极板远离所述膜电极的一侧，部分所述密封件贯穿所述第二注塑孔与所述第一注塑孔密封所述阴极单极板、所述膜电极和所述阳极单极板的外沿及部分腔口位置；

所述阳极单极板的外沿及部分腔口位置设有第一凸起部；

所述阴极单极板的外沿及部分腔口位置设有第二凸起部；

所述第二注塑孔设置于所述第一凸起部或所述第二凸起部；

所述阴极单极板的氧腔口及所述阳极单极板的氢腔口靠近流场区的一侧不设置所述第二注塑孔。

2.根据权利要求1所述的一体化燃料电池单电池，其特征在于，第一凸起部与流场区等高或略低于流场区0.01mm-0.3mm，第二凸起部与流场区等高或略低于流场区0.01mm-0.3mm。

3.根据权利要求1所述的一体化燃料电池单电池，其特征在于，所述密封件包括第一密封部、第二密封部和第三密封部；

所述第一密封部设置于所述第一凸起部形成的凹槽内，以连接所述阳极单极板与所述膜电极；

所述第二密封部设置于所述第二凸起部形成的凹槽内，以连接所述阴极单极板与所述膜电极；

所述第三密封部设置于所述阳极单极板或所述阴极单极板远离所述膜电极的一侧，以密封所述阴极单极板与相邻所述单电池的阳极单极板。

4.根据权利要求1所述的一体化燃料电池单电池，其特征在于，所述阳极单极板的外沿及部分腔口位置还设有第一夹持部，所述第一夹持部位于所述第一凸起部的两侧，所述第一夹持部与所述膜电极贴合；

所述阴极单极板的外沿及部分腔口位置还设有第二夹持部，所述第二夹持部位于所述第二凸起部的两侧，所述第二夹持部与所述膜电极贴合。

5.根据权利要求4所述的一体化燃料电池单电池，其特征在于，所述第一夹持部的宽度为1mm-5mm，所述第二夹持部的宽度为1mm-5mm。

6.根据权利要求1所述的一体化燃料电池单电池，其特征在于，所述阳极单极板的氢腔口靠近流场区的一侧安装有氢腔嵌件，所述氢腔嵌件上存在多个氢气流道；

所述氢腔嵌件的高度与所述第一凸起部的高度相同。

7.根据权利要求1所述的一体化燃料电池单电池，其特征在于，所述阴极单极板的氧腔口靠近流场区的一侧安装有氧腔嵌件，所述氧腔嵌件上存在多个氧气流道；

所述氧腔嵌件的高度与第二凸起部的高度相同。

8.根据权利要求1所述的一体化燃料电池单电池，其特征在于，所述膜电极的气腔口不设置所述第一注塑孔。

9.根据权利要求3所述的一体化燃料电池单电池，其特征在于，对应水腔口设置的部分所述第三密封部设有多个冷却液通道。

10.根据权利要求1所述的一体化燃料电池单电池，其特征在于，所述阴极单极板的外沿及部分腔口位置与所述阳极单极板的外沿及部分腔口位置均设置有所述第二注塑孔。

11.一种燃料电池电堆，其特征在于，包括至少两个堆叠设置的一体化燃料电池单电池，所述一体化燃料电池单电池为权利要求1至10任一项所述的一体化燃料电池单电池。