CN1964099A - 一种燃料电池密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池密封装置，涉及燃料电池极板与膜电极之间的密封装置，属于燃料电池技术领域。由带双球头的密封件(1)、平面结构的密封件(2)、膜电极“三合一”组件(3)、膜电极“三合一”组件的外沿密封边(4)、双极板(5)组成；带双球头的密封件(1)安装在平面结构的密封件(2)上面；中间是膜电极“三合一”组件的外沿密封边(4)；带双球头的密封件(1)和平面结构的密封件(2)装在各自侧的双极板(5)的密封槽内。密封槽、密封件(1)、密封件(2)的宽度相同，密封槽深度小于各自一侧密封件的高度。本发明结构简单、加工技术容易实现，密封性能好，同时，避免了使用复杂的密封粘合剂等材料。在技术上和经济上更加可行。

Description

一种燃料电池密封装置
技术领域
本发明为一种燃料电池密封装置，涉及燃料电池极板与膜电极之间的密封装置，属于燃料电池技术领域。
背景技术
燃料电池由极板和膜电极组装而成，工作中膜电极两侧分别有氢气和空气或氧气作反应气，要求密封良好。如果密封不良，就会发生气体外漏或互穿。
目前，燃料电池密封方面的专利技术主要分为三类：设置专门的密封垫、在双极板和膜电极“三合一”组件(MEA)之间设置密封槽密封、用密封剂涂抹密封。
美国国际燃料电池有限公司的迈龙.克拉西奇等人的专利(99812445.1)是通过设置专门的整体密封垫密封反应气体。这种技术的缺点是整体密封垫增大了燃料电池堆组装中对密封结构变形尺寸控制的难度。同时，在使用大量专门的整体密封垫之后，还需要专门的弹性体粘结剂，这就增加了组装燃料电池堆的步骤，提高了成本。
北京飞驰绿能技术有限公司的曾宪林、王利生等人申请的专利(01118346.2)属于在双极板和MEA之间设置密封槽密封。其主要方法是自制由几种有机物制成的高粘度糊状物，按照密封图样制成印刷凸版，装在印刷机上，将MEA装入印刷机械进行印刷，最后固化，进行密封。这种密封方法步骤繁多，并且在组装燃料电池时密封条变形复杂，不容易保证密封效果。
用密封剂涂抹密封技术，在国外有比较多的专利。加拿大的洁能氏公司、唐康宁公司的D.G.弗兰克等人申请的专利(02814231.4，PCT/US2002/015387 2002.5.15)设置了一个沟槽网络穿过燃料电池组件的各个零件，密封材料源连接一个外部填充站，将密封材料注射到沟槽网络中，密封材料固化形成密封件。涂抹密封剂的密封技术还包括日本本田技研工业株式会社的石井哲夫等人申请的专利(02813619.5)，该专利是直接将密封剂涂抹到燃料电池的双极板上，以达到密封反应气体的目的。
这种将密封剂涂抹到零件之间的技术其缺点是燃料电池拆卸不方便，拆卸以后密封结构被破坏。此外，为了涂抹均匀需要专门的机械装置，增加了燃料电池堆设计、制造的复杂程度。
总结现有的专利技术可以看出，无论采用那种方法，不但不能保证密封效果，而且制造工艺难度高，实现起来复杂。增加了燃料电池堆的设计、组装难度。
发明内容
本发明的目的在于：克服目前技术中的不足，利用一种简便的特殊设计解决燃料电池反应气体密封问题。与现有的技术相比本发明的创新之处在于：依靠特殊的设计，制造工艺容易实现；可保证燃料电池堆在运行中反应气体密封，不外漏，不互穿。除此之外，还降低了组装燃料电池堆的难度；不需要多余零件、材料，大幅降低了成本。
一种燃料电池密封装置，由带双球头的密封件(1)、平面结构的密封件(2)、膜电极“三合一”组件(MEA)(3)、膜电极“三合一”组件(MEA)的外沿密封边(4)、双极板(5)组成；带双球头的密封件1在平面结构的密封件2的上面；双球头的密封件1和平面结构的密封件2在膜电极“三合一”组件(MEA)3的四周；带双球头的密封件1和平面结构的密封件2中间是膜电极“三合一”组件(MEA)的外沿密封边4；双球头的密封件1和平面结构的密封件2装在各自一侧的双极板5的密封槽内；两侧双极板5上的密封槽的尺寸：宽度和带双球头的密封件1、平面结构的密封件2的宽度相同，密封槽的深度小于各自一侧密封件的高度。
本发明在双极板上靠近流场四周的区域，加工密封槽，密封槽中用密封件进行密封。本发明的特点：
(1)在双极板上加工一定宽度和深度的密封槽，膜电极“三合一”组件(MEA)两侧的密封槽位置对称，两侧密封槽中有硅橡胶密封件。膜电极“三合一”组件(MEA)外沿的两面受两侧密封件压紧密封。
(2)膜电极“三合一”组件(MEA)一侧的硅橡胶密封件成平面结构，膜电极“三合一”组件(MEA)另一侧的硅橡胶密封件成双球头结构。两侧的密封面压紧之后，形成两道密封。第一个球头与它对面的密封件平面压紧形成第一道密封，可以密封住绝大部分气体；第二个球头与对面密封件平面压紧形成第二道密封，密封可能从第一道密封内逃逸出来的气体。
(3)经过两道由球头与平面压紧形成的密封保证反应气体密封效果。与现有的密封技术相比，本发明同时形成两道密封，使密封效果得到保证。利用了膜电极“三合一”组件(MEA)和双极板本身的结构特点，经过特殊设计密封件实现了反应气体的密封。所用的设计简单、加工技术容易实现。同时，避免了使用复杂的密封粘合剂等材料、不用增加复杂的多余零件。在技术上和经济上更加可行。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体说明本发明。
图1所示为一种燃料电池密封装置，由：带双球头的密封件1、平面结构的密封件2、膜电极“三合一”组件(MEA)3、膜电极“三合一”组件(MEA)的外沿密封边4、双极板5组成。带双球头的密封件1在平面结构的密封件2的上面；双球头的密封件1和平面结构的密封件2在膜电极“三合一”组件(MEA)3的四周；带双球头的密封件1和平面结构的密封件2中间是膜电极“三合一”组件(MEA)的外沿密封边4；双球头的密封件1和平面结构的密封件2装在各自一侧的双极板5的密封槽内；两侧双极板5上的密封槽的尺寸：宽度和带双球头的密封件1、平面结构的密封件2的宽度相同，密封槽的深度小于各自一侧密封件的高度。密封件1和密封件2分别在各自一侧的双极板5的密封槽内，密封件1和密封件2的高度之和应等于密封槽深、密封件变形量、膜电极“三合一”组件(MEA)3压紧以后的高度之和。密封件1成带双球头的结构，双球头的直径之和为密封槽宽。密封件2成平面结构。密封时，沿着图中箭头所示方向压紧，带双球头的密封件1靠近膜电极“三合一”组件(MEA)3的一个球头与平面结构密封件2的相对应部分形成第一道密封；同时另一个球头与平面结构密封件2相对应部分形成第二道密封。两道密封压紧在膜电极“三合一”组件(MEA)3的外沿密封边4上。第一道密封可以密封住绝大部分气体，第二道密封将可能从第一道密封中逃逸出的气体再次密封。这样严格地密封住所有反应气体。

Claims (2)

1、一种燃料电池密封装置，其特征在于，该燃料电池密封装置由带双球头的密封件(1)、平面结构的密封件(2)、膜电极“三合一”组件(3)、膜电极“三合一”组件的外沿密封边(4)、双极板(5)组成；
带双球头的密封件(1)安装在平面结构的密封件(2)的上面；
双球头的密封件(1)和平面结构的密封件(2)安装在膜电极“三合一”组件3的四周；
带双球头的密封件(1)和平面结构的密封件(2)中间是膜电极“三合一”组件的外沿密封边(4)；
双球头的密封件(1)和平面结构的密封件(2)装在各自一侧的双极板(5)的密封槽内。
2、根据权利要求1所述的一种燃料电池密封装置，其特征在于，所述双极板(5)的密封槽的宽度和带双球头的密封件1宽度、平面结构的密封件2的宽度相同，双极板(5)的密封槽的深度小于各自一侧密封件的高度。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101807700A (zh) * 2010-04-15 2010-08-18 昆山弗尔赛能源有限公司 复合密封结构的燃料电池双极板及其制造方法
CN101557002B (zh) * 2008-04-08 2012-06-20 通用汽车环球科技运作公司 用于质子交换膜燃料电池板的密封件
CN108155397A (zh) * 2017-12-29 2018-06-12 上海神力科技有限公司 一种具有整体完全密封结构的燃料电池电堆及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1156546B1 (en) * 1997-07-16 2003-10-08 Ballard Power Systems Inc. Method of making a resilient seal for membrane electrode assembly (MEA) in an electrochemical fuel cell
JP2002158018A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池
JP4530122B2 (ja) * 2001-03-09 2010-08-25 Ｎｏｋ株式会社 ガスケット
KR100830272B1 (ko) * 2001-04-23 2008-05-16 엔오케이 가부시키가이샤 연료전지 및 그 제조 방법
JP4148173B2 (ja) * 2004-03-31 2008-09-10 Ｎｏｋ株式会社 燃料電池用ガスケット

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101557002B (zh) * 2008-04-08 2012-06-20 通用汽车环球科技运作公司 用于质子交换膜燃料电池板的密封件
CN101807700A (zh) * 2010-04-15 2010-08-18 昆山弗尔赛能源有限公司 复合密封结构的燃料电池双极板及其制造方法
CN108155397A (zh) * 2017-12-29 2018-06-12 上海神力科技有限公司 一种具有整体完全密封结构的燃料电池电堆及其制备方法

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