CN209434309U - 用于燃料电池隔膜装置 - Google Patents
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Abstract
用于燃料电池隔膜装置，涉及电池隔膜技术领域，包括电池主体、阳极板和阴极板，电池主体包括多孔基膜，多孔基膜的两侧面粘接有玻璃纤维布层，两侧的玻璃纤维布层上分别粘接有陶瓷涂层，两侧的陶瓷涂层分别通过粘接膜层粘接有催化板、扩散板，催化板通过粘接膜层与阳极板粘接，扩散板通过粘接膜层与阴极板粘接，电池主体的两侧均固定连接有安装吊耳，本实用新型提供用于燃料电池隔膜结构，大大提升了传统燃料电池隔膜的力学性能、耐热性能和粘接特性，整体结构科学合理、简单紧凑，市场前景广阔，便于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池隔膜技术领域，具体涉及用于燃料电池隔膜装置。
背景技术
电池隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的电池隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。电池隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。电池隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。现有技术中的电池隔膜力学性能和耐热性能不佳。另外，现有燃料电池隔膜粘性差，制成电池后隔膜各层次之间、电池正负极板与隔膜之间容易产生间隙，导致正极、隔膜、负极三者间不能紧密贴合在一起，给电池的正常使用带来一定的安全隐患。
发明内容
针对上述问题，为解决现有燃料电池隔膜力学性能和耐热性能不佳，燃料电池隔膜粘性差，隔膜各层次之间、电池正负极板与隔膜之间容易产生间隙等问题，本实用新型提供用于燃料电池隔膜装置，大大提升了传统燃料电池隔膜的力学性能、耐热性能和粘接特性，整体结构科学合理、简单紧凑，市场前景广阔，便于推广使用。
技术方案为：包括电池主体、阳极板和阴极板，所述电池主体包括多孔基膜，所述多孔基膜的两侧面通过粘接膜层粘接有玻璃纤维布层，两侧的所述玻璃纤维布层上均通过粘接膜层粘接有陶瓷涂层，两侧的所述陶瓷涂层分别通过粘接膜层粘接有催化板、扩散板，所述催化板通过粘接膜层与所述阳极板粘接，所述扩散板通过粘接膜层与所述阴极板粘接，所述电池主体的顶部两端均固定连接有若干定位板，所述电池主体的两侧分别固定连接有安装吊耳。
优选地，所述电池主体的边缘处开设有若干螺纹定位孔，若干所述螺纹定位孔均匀分布于所述电池主体的边缘处，所述螺纹定位孔的内端固定套接有螺纹柱，所述螺纹柱末端连接有固定螺母。
优选地，在所述多孔基膜与玻璃纤维布层之间设置防裂膜层，所述防裂膜层两侧分别通过粘接膜层与所述多孔基膜、玻璃纤维布层粘结。
优选地，所述防裂膜层为PP膜，所述防裂膜层厚度为2～4um。
优选地，所述多孔基膜为聚烯烃膜或聚酰亚胺膜，所述多孔基膜的厚度为20～35um。
优选地，所述粘接膜层可为环氧树脂胶层、聚乙烯醇胶层或聚乙烯吡咯烷酮胶层，所述粘接膜层的厚度为5～8um。
优选地，所述玻璃纤维布层的厚度为50～100um。
优选地，所述陶瓷涂层为二氧化硅涂层、三氧化二铝涂层、二氧化锆涂层、氧化铍涂层、氮化铝涂层、氮化硅涂层、碳化硅涂层或三氧化二钒涂层，所述陶瓷涂层厚度为2～5um。
本实用新型提供用于燃料电池隔膜装置，与现有技术相比有益效果为：
1、玻璃纤维布层绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，设置多孔基膜和玻璃纤维布层，使最终得到的燃料电池隔膜的机械强度大大提升；
2、设置陶瓷涂层，能够有效提高隔膜整体的机械性能和耐高温性能，从而进一步提高电池的安全性和循环性能；
3、在多孔基膜、玻璃纤维布层、陶瓷涂层、催化板和扩散板相连接的各层之间均设置粘接膜层，来提高隔膜各层之间的粘接效果，保障隔膜各层紧密贴合没有间隙，能保障电池的正常工作，提高了电池循环寿命和安全性；
4、在催化板和扩散板外侧面设置粘接膜层，提高电池正负极片与隔膜的粘接效果，可防止隔膜发生脱落，从而避免隔膜上的局部穿孔引发电池的微短路，从而提高了电池的安全性能和使用寿命；
5、设置防裂膜层在电池在过度充电或温度过高的情况下，防止高分子聚丙烯膜层破裂，避免正负极接触短路，造成电池解体甚至爆炸。
附图说明
图1是本实用新型中电池主体侧视图。
图2是本实用新型中电池主体俯视面。
图3是本实用新型中实施例三电池主体俯视图。
图4是本实用新型中阳极板直视图。
图中：1多孔基膜、2粘接膜层、3玻璃纤维布层、4陶瓷涂层、5催化板、6扩散板、7电池主体、8阳极板、9阴极板、10安装吊耳、11螺纹定位孔、12固定螺母、13螺纹柱、14防裂膜层。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
实施例一、如图1和2所示，用于燃料电池隔膜装置，包括电池主体、阳极板8和阴极板9，所述电池主体7包括多孔基膜1，所述多孔基膜1的两侧面通过粘接膜层2粘接有玻璃纤维布层3，其中玻璃纤维布层3绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，设置多孔基膜1和玻璃纤维布层3，使最终得到的燃料电池隔膜的机械强度大大提升。
两侧的所述玻璃纤维布层3上均通过粘接膜层2粘接有陶瓷涂层4，所述陶瓷涂层4能够有效提高隔膜整体的机械性能和耐高温性能，从而进一步提高电池的安全性和循环性能。
两侧的所述陶瓷涂层4分别通过粘接膜层2粘接有催化板5、扩散板6，在多孔基膜1、玻璃纤维布层3、陶瓷涂层4、催化板5和扩散板6相连接的各层之间设置粘接膜层2，来提高隔膜各层之间的粘接效果，保障隔膜各层紧密贴合没有间隙，能保障电池的正常工作，提高了电池循环寿命和安全性。
所述催化板5通过粘接膜层2与所述阳极板8粘接，所述扩散板6通过粘接膜层2与所述阴极板9粘接，提高电池正负极片与隔膜的粘接效果，可防止隔膜发生脱落，从而避免隔膜上的局部穿孔引发电池的微短路，从而提高了电池的安全性能和使用寿命。
所述电池主体7的两侧固定连接有安装吊耳10。其中安装吊耳10可通过螺钉固定在所述电池主体7的两侧，工作人员可通过使用安装吊耳10将本实用新型与其他承重件固定连接。在其它实施例中也可以在电池主体7的底部两端均固定连接组装板，工作人员可通过使用组装板将本实用新型与其他承重件固定连接。
实施例二、在上述实施例的基础上，进一步，如图3所示，所述电池主体7的边缘处开设有若干螺纹定位孔11，若干所述螺纹定位孔11均匀分布于所述电池主体7的边缘处，所述螺纹定位孔11的内端固定套接有螺纹柱13，所述螺纹柱13末端连接有固定螺母12。工作人员通过螺纹柱13和固定螺母12相配合，从而方便在本实用新型的正反两极连接好以后将两端电极固定，进一步防止隔膜发生脱落，从而避免隔膜上的局部穿孔引发电池的微短路，从而提高了电池的安全性能和使用寿命。
实施例三、在上述实施例的基础上，进一步，如图4所示，在所述多孔基膜1与玻璃纤维布层3之间设置防裂膜层14，防裂膜层14具有较高的机械强度，支撑多孔基膜1，保证多孔基膜1的完整性。所述防裂膜层14两侧分别通过粘接膜层2与所述多孔基膜1、玻璃纤维布层3粘结。其中，所述防裂膜层14为PP膜，所述防裂膜层14厚度为2～4um。设置防裂膜层在电池在过度充电或温度过高的情况下，防止高分子聚丙烯膜层破裂，避免正负极接触短路，造成电池解体甚至爆炸。
实施例四、在上述实施例的基础上，进一步，多孔基膜1的厚度为20～35um，其中，多孔基膜1为聚烯烃膜或聚酰亚胺膜，多孔基膜1厚度的选择是综合考虑隔膜的安全性、渗透性、热收缩和机械强度等性能决定的。
实施例五、在上述实施例的基础上，进一步，粘接膜层2可为环氧树脂胶层、聚乙烯醇胶层或聚乙烯吡咯烷酮胶层，其中，粘接膜层2的厚度为5～8um。
实施例六、在上述实施例的基础上，进一步，玻璃纤维布层3的厚度为50～100um。
实施例七、在上述实施例的基础上，进一步，所述陶瓷涂层为二氧化硅涂层、三氧化二铝涂层、二氧化锆涂层、氧化铍涂层、氮化铝涂层、氮化硅涂层、碳化硅涂层或三氧化二钒涂层，陶瓷涂层4厚度为2～5um，其厚度的选择能显著改善隔膜的热稳定性和机械性能，如果陶瓷涂层4的厚度太薄则不利于改善隔膜的热稳定性，当陶瓷涂层4太厚则会降低电池的能量密度。
本实用新型通过设置多孔基膜、玻璃纤维布层，使最终得到的燃料电池隔膜的机械强度大大提升；设置陶瓷涂层，能够有效提高隔膜整体的机械性能和耐高温性能，从而进一步提高电池的安全性和循环性能；设置粘接膜层，来提高隔膜各层之间的粘接效果及提高电池正负极片与隔膜的粘接效果，保障隔膜各层紧密贴合没有间隙，提高电池正负极片与隔膜的粘接效果，可防止隔膜发生脱落，从而避免隔膜上的局部穿孔引发电池的微短路，从而提高了电池的安全性能和使用寿命，设置防裂膜层在电池在过度充电或温度过高的情况下，防止多孔基膜1破裂，避免正负极接触短路，造成电池解体甚至爆炸，该实用新型大大提升了传统燃料电池隔膜的力学性能、耐热性能和粘接特性，解决现有燃料电池隔膜力学性能和耐热性能不佳，燃料电池隔膜粘性差，隔膜各层次之间、电池正负极板与隔膜之间容易产生间隙的问题，且整体结构科学合理、简单紧凑，市场前景广阔，便于推广使用。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。由此所引伸出的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.用于燃料电池隔膜装置，包括电池主体（7）、阳极板（8）和阴极板（9），其特征在于，所述电池主体（7）包括多孔基膜（1），所述多孔基膜（1）的两侧面通过粘接膜层（2）粘接有玻璃纤维布层（3），两侧的所述玻璃纤维布层（3）上均通过粘接膜层（2）粘接有陶瓷涂层（4），两侧的所述陶瓷涂层（4）分别通过粘接膜层（2）粘接有催化板（5）、扩散板（6），所述催化板（5）通过粘接膜层（2）与所述阳极板（8）粘接，所述扩散板（6）通过粘接膜层（2）与所述阴极板（9）粘接，所述电池主体（7）的两侧分别固定连接有安装吊耳（10）。
2.根据权利要求1所述的用于燃料电池隔膜装置，其特征在于，所述电池主体（7）的边缘处开设有若干螺纹定位孔（11），若干所述螺纹定位孔（11）均匀分布于所述电池主体（7）的边缘处，所述螺纹定位孔（11）的内端固定套接有螺纹柱（13），所述螺纹柱（13）末端连接有固定螺母（12）。
3.根据权利要求1所述的用于燃料电池隔膜装置，其特征在于，在所述多孔基膜（1）与玻璃纤维布层（3）之间设置防裂膜层（14），所述防裂膜层（14）两侧分别通过粘接膜层（2）与所述多孔基膜（1）、玻璃纤维布层（3）粘结。
4.根据权利要求3所述的用于燃料电池隔膜装置，其特征在于，所述防裂膜层（14）为PP膜，所述防裂膜层（14）厚度为2～4um。
5.根据权利要求1所述的用于燃料电池隔膜装置，其特征在于，所述多孔基膜（1）为聚烯烃膜或聚酰亚胺膜，所述多孔基膜（1）的厚度为20～35um。
6.根据权利要求1所述的用于燃料电池隔膜装置，其特征在于，所述粘接膜层（2）可为环氧树脂胶层、聚乙烯醇胶层或聚乙烯吡咯烷酮胶层，所述粘接膜层（2）的厚度为5～8um。
7.根据权利要求1所述的用于燃料电池隔膜装置，其特征在于，所述玻璃纤维布层（3）的厚度为50～100 um。
8.根据权利要求1所述的用于燃料电池隔膜装置，其特征在于，所述陶瓷涂层为二氧化硅涂层、三氧化二铝涂层、二氧化锆涂层、氧化铍涂层、氮化铝涂层、氮化硅涂层、碳化硅涂层或三氧化二钒涂层，所述陶瓷涂层（4）厚度为2～5um。
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|---|---|---|---|---|
| CN111952522A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-17 | 江苏神力电源科技有限公司 | 一种抗拉伸的高强度电池隔膜 |
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