CN210837959U - 用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，通过在金属双极板的一面设置若干主注胶口、第一注胶口以及第二注胶口以向双极板的进气密封区、出气密封区以及活性区内的密封胶槽注入液态硅胶，同时，在密封胶槽相应的位置开设贯穿阴极板和阳极板的主过胶孔、第一过胶孔、第二过胶孔以及第三过胶孔使得液态硅胶能够均匀地填充到双极板正反两面的密封胶槽内，不仅能够为燃料电池提供稳定可靠的密封需求，还能够解决点胶工艺中接头处接缝的密封泄露问题，适用于大批量的生产中。

Description

用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，特别是涉及用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构。

背景技术

燃料电池一般包括膜电极组件和双极板，其中，双极板在燃料电池中主要起着支撑燃料电池、电流传导、燃料气体分配、反应散热等作用。其中，双极板的密封是燃料电池的非常重要的研究课题之一，目前主要通过以下几种工艺实现对双极板的密封：

(1)采用传统的点胶工艺，即采用点胶机在密封槽内点胶成型，但点胶使用的胶水昂贵且点胶形状无法控制；

(2)采用成品密封圈橡胶粘结工艺，粘结工艺复杂，且现有技术大都需要人工将胶圈放入，需要消耗大量的人力，生产效率低，不适宜大批量的生产；

(3)单面液态硅胶注塑工艺，需增加其他密封工艺来满足双极板的密封要求。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提出了用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构。

本实用新型的主要内容包括：

用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，所述金属双极板包括进气密封区、活性区以及出气密封区，所述进气密封区内设置有氢气进气口、冷却水进口以及空气进气口；所述出气密封区内设置有氢气出气口、冷却水出口以及空气出气口；

所述注胶结构包括分别布设在阳极板和阴极板上的密封胶槽，所述密封胶槽包括围设在阳极板和/或阴极板的边缘的第一槽体、围设在氢气进气口的第一进气槽体、围设在空气进气口的第二进气槽体、围设在冷却水进口的进水槽体、围设在冷却水出口的出水槽体、围设在氢气出气口的第一出气槽体以及围设在空气出气口的第二出气槽体；所述进水槽体和所述出水槽体通过连接槽体分别与第一进气槽体、第一出气槽体、第二进气槽体和第二出气槽体连接；

所述第一槽体连通有若干主注胶口且其槽底分布有若干主过胶孔；所述第一进气槽体和第一出气槽体均连通有一个第一注胶口且其槽底分布有若干第一过胶孔；第二进气槽体和第二出气槽体均连通有第二注胶口且其槽底分布有若干第二过胶孔，所述注胶口、第一注胶口和所述第二注胶口均与外部的注胶设备连接；所述进水槽体和所述出水槽体的槽底分布有若干第三过胶孔；所述主过胶孔、第一过胶孔、所述第二过胶孔和第三过胶孔贯穿双极板的阳极板和阴极板。

优选的，所述第一槽体包括围设在进气密封区和出气密封区的两段第一密封槽段以及围设在活性区两侧的活性槽段；所述第一密封槽段包括两个分别与两个所述活性槽段相连的第一水平单元以及连接在两个所述第一水平单元之间的第一竖直单元；所述主注胶口的数量为8个，8个所述主注胶口分别设置在两个水平单元靠近所述活性槽段的一端、所述第一竖直单元的中部以及两个所述活性槽段的中部。

优选的，所述主过胶孔的数量为32个，分布在活性区两侧的所述主过胶孔的数量分别为6个，6个所述主过胶孔均匀分布；分布在所述进气密封区和出气密封区的所述主过胶孔均匀排列。

优选的，分布在所述进气密封区和出气密封区的相邻所述主过胶孔之间的距离小于分布在所述活性区两侧的相邻所述主过胶孔之间的距离。

优选的，所述第一注胶口连通在所述第一进气槽体和/或第一出气槽体与其斜边相对的侧壁的中部，所述第一进气槽体或第一出气槽体上的所述第一过胶孔的数量为7个。

优选的，所述第二注胶口连通在所述第二进气槽体和/或第二出气槽体与其斜边相对的侧壁的中部，所述第二进气槽体或第二出气槽体上的所述第二过胶孔的数量为8个。

优选的，所述第二进气槽体靠近所述进水槽体的侧壁以及所述第二出气槽体靠近所述出水槽体的侧壁还连通有第二辅助注胶口。

优选的，所述进水槽体或所述出水槽体上的所述第三过胶孔的数量为2个。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出了用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，通过在金属双极板的一面设置若干主注胶口、第一注胶口以及第二注胶口以向双极板的进气密封区、出气密封区以及活性区内的密封胶槽注入液态硅胶，同时，在密封胶槽相应的位置开设贯穿阴极板和阳极板的主过胶孔、第一过胶孔、第二过胶孔以及第三过胶孔使得液态硅胶能够均匀地填充到双极板正反两面的密封胶槽内，不仅能够为燃料电池提供稳定可靠的密封需求，还能够解决点胶工艺中接头处接缝的密封泄露问题，适用于大批量的生产中。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型所保护的技术方案做具体说明。

请结合图1至图2。本实用新型提出了用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，为了便于描述，将所述金属双极板分为进气密封区1、活性区2以及出气密封区3，其中，所述进气密封区1内设置有氢气进气口1-1、冷却水进口1-2以及空气进气口1-3；对应地，在所述出气密封区内设置有氢气出气口3-1、冷却水出口3-2以及空气出气口3-3；且所述氢气进气口1-1与氢气出气口3-1呈对角设置，所述空气进气口1-3与空气出气口3-3呈对角设置，所述冷却水进口1-2设置在氢气进气口1-1和空气进气口1-3之间，所述冷却水出口3-2设置在氢气出气口3-1和空气出气口3-3之间。

为了保证燃料电池的正常使用，相互配合的两块双极板之间需要布设密封胶圈，将两块双极板相面对表面的边缘全部布设密封胶圈，同时，将氢气进气口1-1、氢气出气口3-1、冷却水进口1-2、冷却水出口3-2、空气进气口1-3和空气出气口3-3均分别使用密封胶圈密封起来。在本实施例中，密封胶圈通过注塑机将液态硅胶注入到双极板表面的密封胶槽内。

为了实现一次注塑成型，本实用新型提出了一种新的注胶结构。在本实施例中，所述注胶结构包括分别布设在阳极板b和阴极板a上的密封胶槽，所述密封胶槽包括围设在阳极板b和/或阴极板a的边缘的第一槽体10、围设在氢气进气口的第一进气槽体20、围设在空气进气口的第二进气槽体40、围设在冷却水进口的进水槽体60、围设在冷却水出口的出水槽体70、围设在氢气出气口的第一出气槽体30以及围设在空气出气口的第二出气槽体50；为了均衡液态硅胶的流速等，所述第一槽体10连通有若干主注胶口100且其槽底分布有若干主过胶孔110；所述第一进气槽体20和第一出气槽体30均连通有一个第一注胶口200且其槽底分布有若干第一过胶孔210；第二进气槽体40和第二出气槽体50均连通有第二注胶口300且其槽底分布有若干第二过胶孔310，同时，在所述进水槽体60和所述出水槽体70的槽底分布有若干第三过胶孔410；由于冷却水进口1-2和冷却水出口3-2的结构，所述进水槽体60和所述出水槽体70没有连通有注胶口，而通过在其与所述第一进气槽体20、第一出气槽体30、第二进气槽体40和第二出气槽体50之间设置连接槽体80，使得液态硅胶能够流通至所述进气槽体60和出气槽体70内。

其中，所述注胶口100、第一注胶口200和所述第二注胶口300均与外部的注胶设备连接；而，所述主过胶孔110、第一过胶孔210、所述第二过胶孔310和第三过胶孔410贯穿双极板的阳极板b和阴极板a，如图2所示，所述注胶口100、第一注胶口200和所述第二注胶口300分别与开设在阴极板a上的第一槽体10、第一进气槽体20、第一出气槽体30、第二进气槽体40、第二出气槽体50、进水槽体60和出水槽体70相连通，液态硅胶由各注胶口注入，并沿密封胶槽流动，通过各过胶孔流至阳极板上的密封胶槽的型腔内，随后在注塑模具保压保温的作用下，液态硅胶在一定温度和一定时间内硫化固化成设计需求的3D形状。

具体地，在其中一个实施例中，所述第一槽体10包括围设在进气密封区1和出气密封区3的两段第一密封槽段11以及围设在活性区两侧的活性槽段12；所述第一密封槽段11包括两个分别与两个所述活性槽段12相连的第一水平单元111以及连接在两个所述第一水平单元111之间的第一竖直单元112；所述主注胶口100的数量为8个，8个所述主注胶口100分别设置在两个水平单元111靠近所述活性槽段12的一端、所述第一竖直单元112的中部以及两个所述活性槽段12的中部。

在其中一个实施例中，所述主过胶孔110的数量为32个，分布在活性区2两侧的所述主过胶孔110的数量分别为6个，6个所述主过胶孔110均匀分布，也即对于双极板的单面，如阳极板b或者阴极板a，位于所述第一槽体10的活性槽段12内的所述主过胶孔110的总数量为12个；且分布在所述进气密封区1和出气密封区3的所述主过胶孔110均匀排列。

更进一步地，分布在所述进气密封区1和出气密封区3的相邻所述主过胶孔110之间的距离小于分布在所述活性区2两侧的相邻所述主过胶孔110之间的距离。

在其中一个实施例中，所述第一注胶口200连通在所述第一进气槽体20和/或第一出气槽体30与其斜边相对的侧壁的中部，所述第一进气槽体20或第一出气槽体30上的所述第一过胶孔210的数量为7个，即所有第一过胶孔210的数量共有14个。

在其中一个实施例中，所述第二注胶口300连通在所述第二进气槽体40和/或第二出气槽体50与其斜边相对的侧壁的中部，所述第二进气槽体40或第二出气槽体50上的所述第二过胶孔310的数量为8个，即所有第二过胶孔310的数量共有16个。

在其中一个实施例中，所述第二进气槽体40靠近所述进水槽体60的侧壁以及所述第二出气槽体50靠近所述出水槽体70的侧壁还连通有第二辅助注胶口320，从而能够实现更好的注胶效果。

在其中一个实施例中，所述进水槽体60或所述出水槽体70上的所述第三过胶孔410的数量为2个，即所述第三过胶孔410的数量共有4个。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，所述金属双极板包括进气密封区、活性区以及出气密封区，所述进气密封区内设置有氢气进气口、冷却水进口以及空气进气口；所述出气密封区内设置有氢气出气口、冷却水出口以及空气出气口；

其特征在于，所述注胶结构包括分别布设在阳极板和阴极板上的密封胶槽，所述密封胶槽包括围设在阳极板和/或阴极板的边缘的第一槽体、围设在氢气进气口的第一进气槽体、围设在空气进气口的第二进气槽体、围设在冷却水进口的进水槽体、围设在冷却水出口的出水槽体、围设在氢气出气口的第一出气槽体以及围设在空气出气口的第二出气槽体；所述进水槽体和所述出水槽体通过连接槽体分别与第一进气槽体、第一出气槽体、第二进气槽体和第二出气槽体连接；

所述第一槽体连通有若干主注胶口且其槽底分布有若干主过胶孔；所述第一进气槽体和第一出气槽体均连通有一个第一注胶口且其槽底分布有若干第一过胶孔；第二进气槽体和第二出气槽体均连通有第二注胶口且其槽底分布有若干第二过胶孔，所述注胶口、第一注胶口和所述第二注胶口均与外部的注胶设备连接；所述进水槽体和所述出水槽体的槽底分布有若干第三过胶孔；所述主过胶孔、第一过胶孔、所述第二过胶孔和第三过胶孔贯穿双极板的阳极板和阴极板。

2.根据权利要求1所述的用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，其特征在于，所述第一槽体包括围设在进气密封区和出气密封区的两段第一密封槽段以及围设在活性区两侧的活性槽段；所述第一密封槽段包括两个分别与两个所述活性槽段相连的第一水平单元以及连接在两个所述第一水平单元之间的第一竖直单元；所述主注胶口的数量为8个，8个所述主注胶口分别设置在两个水平单元靠近所述活性槽段的一端、所述第一竖直单元的中部以及两个所述活性槽段的中部。

3.根据权利要求2所述的用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，其特征在于，所述主过胶孔的数量为32个，分布在活性区两侧的所述主过胶孔的数量分别为6个，6个所述主过胶孔均匀分布；分布在所述进气密封区和出气密封区的所述主过胶孔均匀排列。

4.根据权利要求3所述的用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，其特征在于，分布在所述进气密封区和出气密封区的相邻所述主过胶孔之间的距离小于分布在所述活性区两侧的相邻所述主过胶孔之间的距离。

5.根据权利要求1所述的用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，其特征在于，所述第一注胶口连通在所述第一进气槽体和/或第一出气槽体与其斜边相对的侧壁的中部，所述第一进气槽体或第一出气槽体上的所述第一过胶孔的数量为7个。

6.根据权利要求1所述的用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，其特征在于，所述第二注胶口连通在所述第二进气槽体和/或第二出气槽体与其斜边相对的侧壁的中部，所述第二进气槽体或第二出气槽体上的所述第二过胶孔的数量为8个。

7.根据权利要求6所述的用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，其特征在于，所述第二进气槽体靠近所述进水槽体的侧壁以及所述第二出气槽体靠近所述出水槽体的侧壁还连通有第二辅助注胶口。

8.根据权利要求1所述的用于金属双极板密封胶一次注塑成型的注胶结构，其特征在于，所述进水槽体或所述出水槽体上的所述第三过胶孔的数量为2个。

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