CN213026205U - 一种双极板密封胶截面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种双极板密封胶截面结构，包括双极板，设于双极板胶槽中的胶体，位于胶体和双极板上侧的膜电极组件，胶体的截面呈多个峰形，多个峰形之间设有多个谷形空间，膜电极组件通过胶体与双极板压合，胶体的截面结构，施加压紧力后可提高膜电极组件与双极板之间的密封性。胶槽的横截面呈梯形，一方面用于防止双极板脱模时受损，另一方用于面膜电极组件与胶体及双极板压合时，容纳胶体变形。本方案的多峰形截面具有多个空腔和接触部分，具有流固耦合密封效应，流体在通过节流间隙时产生的压差，经过多个空腔后，气体压力迅速降低，因此提高了密封性能。

Description

一种双极板密封胶截面结构

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种双极板密封胶截面结构。

背景技术

燃料电池——质子交换膜燃料电池(其英文proton exchange membrane fuelcell缩写为PEMFC)作为一种高效、低污染的动力源，在未来的车载驱动电源、便携式电源和家庭用电等方面有着广阔的应用前景。

但是，现有的燃料电池中的双极板与膜电极组件(英文即MEA)的密封结构，采用的是半圆形和矩形，存在密封胶气体密封不严导致的电化学性能低和泄露问题。

为了克服上述问题，我们发明了一种双极板密封胶截面结构。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于解决现有的燃料电池中的双极板与膜电极组件的半圆形和矩形密封结构，存在密封胶气体密封不严导致的电化学性能低和泄露的问题。其具体解决方案如下：

一种双极板密封胶截面结构，包括双极板，设于双极板胶槽中的胶体，位于胶体和双极板上侧的膜电极组件，所述胶体的截面呈多个峰形，多个峰形之间设有多个谷形空间，所述膜电极组件通过所述胶体与所述双极板压合，所述胶体的截面结构，施加压紧力后可提高膜电极组件与双极板之间的密封性。

进一步地，所述胶槽的横截面呈梯形，一方面用于防止双极板脱模时受损，另一方用于面膜电极组件与胶体及双极板压合时，容纳胶体变形。

进一步地，所述双极板的胶槽，围绕着双极板的四周及两端的进、出气孔的周圈设置。

进一步地，所述胶体为聚酰亚胺、聚脂、橡胶、聚胺脂、硅胶中的任一种。

进一步地，所述胶体入胶槽的宽度范围为：0.1～15mm。

进一步地，所述胶体入胶槽的深度范围为：0.1～2mm。

进一步地，所述峰形至少为三个。

进一步地，所述谷形至少为两个。

可选地，所述峰形、谷形为波浪形或者半圆形。

可选地，所述峰形、谷形为三角形或者锯齿形。

综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

解决了现有的燃料电池中的双极板与膜电极组件的半圆形和矩形密封结构，存在密封胶气体密封不严导致的电化学性能低和泄露的问题。本方案提供了一种多峰形密封胶截面结构，在不增加电堆(电堆是由多个单电池串联组成)组装力的情况下，多峰形截面平均接触压力较小，相对容易满足胶线压力要求，并且多峰形之间具有多个谷形(也就是空腔)接触部分，空腔具有流固耦合密封效应，即密封胶与双极板之间形成一系列节流间隙与膨胀空腔，流体在通过节流间隙时产生压差，在进入膨胀空腔时，流体压力随空间增大迅速降低，流体压力降低明显，再进入第2个空腔后，气体压力更为降低，难以挤入密封胶和金属板间的接触部分而造成气体泄露，从而实现密封可靠性。

本方案的具有以下的优点：

(1)多峰形截面结构较为复杂，优化空间较大；

(2)多峰形截面平均接触压力较小，相对容易满足胶线压力要求，从而电堆组装力较小，减小电堆组装过程中双极板的变形；

(3)多峰形截面具有多个空腔和接触部分，具有流固耦合密封效应，流体在通过节流间隙时产生的压差，经过多个空腔后，气体压力迅速降低，因此提高了密封性能；

(4)梯形胶槽结构，一方面具有防止脱模时损伤双极板，另一方面具有容纳压合时胶体变形的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种双极板密封胶截面结构的实施例1结构图；

图2为图1压合后的结构示意图；

图3为本实用新型的双极板的结构示意图；

图4为本实用新型一种双极板密封胶截面结构的实施例2结构图。

附图标记说明：

10-双极板，11-胶槽，12-进、出气孔，20-胶体，21-峰形，22-谷形， 30-膜电极组件，W-宽度范围，T-深度范围。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1、2、3所示，一种双极板密封胶截面结构，包括双极板10，设于双极板10胶槽11中的胶体20(也就是密封材料)，位于胶体20和双极板10 上侧的膜电极组件30，胶体20的截面呈多个峰形21，多个峰形21之间设有多个谷形22空间(即空腔)，膜电极组件30通过胶体20与双极板10压合，胶体20的截面结构，施加压紧力后可提高膜电极组件30与双极板10之间的密封性。

进一步地，胶槽11的横截面呈梯形，一方面用于防止双极板10脱模时受损，另一方面用于膜电极组件30与胶体20及双极板10压合时，容纳胶体 20变形。

进一步地，双极板10的胶槽11，围绕着双极板10的四周及两端的进、出气孔12的周圈设置。

进一步地，胶体20为聚酰亚胺、聚脂、橡胶、聚胺脂、硅胶中的任一种。

进一步地，胶体20入胶槽11的宽度范围W为：0.1～15mm。

进一步地，胶体20入胶槽11的深度范围T为：0.1～2mm。

进一步地，峰形21至少为三个。

进一步地，谷形22至少为两个。

峰形21、谷形22为波浪形或者半圆形。

实施例2：

如图4所示，本实施例2与实施例1所不同的是，峰形21、谷形22为三角形或者锯齿形。其余内容与实施例1相同，在此不作赘述。

综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

解决了现有的燃料电池中的双极板与膜电极组件的半圆形和矩形密封结构，存在密封胶气体密封不严导致的电化学性能低和泄露的问题。本方案提供了一种多峰形密封胶截面结构，在不增加电堆(电堆是由多个单电池串联组成)组装力的情况下，多峰形截面平均接触压力较小，相对容易满足胶线压力要求，并且多峰形之间具有多个谷形(也就是空腔)接触部分，空腔具有流固耦合密封效应，即密封胶与双极板之间形成一系列节流间隙与膨胀空腔，流体在通过节流间隙时产生压差，在进入膨胀空腔时，流体压力随空间增大迅速降低，流体压力降低明显，再进入第2个空腔后，气体压力更为降低，难以挤入密封胶和金属板间的接触部分而造成气体泄露，从而实现密封可靠性。

本方案的具有以下的优点：

(1)多峰形截面结构较为复杂，优化空间较大；

(2)多峰形截面平均接触压力较小，相对容易满足胶线压力要求，从而电堆组装力较小，减小电堆组装过程中双极板的变形；

(3)多峰形截面具有多个空腔和接触部分，具有流固耦合密封效应，流体在通过节流间隙时产生的压差，经过多个空腔后，气体压力迅速降低，因此提高了密封性能；

(4)梯形胶槽结构，一方面具有防止脱模时损伤双极板，另一方面具有容纳压合时胶体变形的优点。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：包括双极板，设于双极板胶槽中的胶体，位于胶体和双极板上侧的膜电极组件，所述胶体的截面呈多个峰形，多个峰形之间设有多个谷形空间，所述膜电极组件通过所述胶体与所述双极板压合，所述胶体的截面结构，施加压紧力后可提高膜电极组件与双极板之间的密封性。

2.根据权利要求1所述一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：所述胶槽的横截面呈梯形，一方面用于防止双极板脱模时受损，另一方用于面膜电极组件与胶体及双极板压合时，容纳胶体变形。

3.根据权利要求2所述一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：所述双极板的胶槽，围绕着双极板的四周及两端的进、出气孔的周圈设置。

4.根据权利要求3所述一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：所述胶体为聚酰亚胺、聚脂、橡胶、聚胺脂、硅胶中的任一种。

5.根据权利要求4所述一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：所述胶体入胶槽的宽度范围为：0.1～15mm。

6.根据权利要求5所述一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：所述胶体入胶槽的深度范围为：0.1～2mm。

7.根据权利要求6所述一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：所述峰形至少为三个。

8.根据权利要求7所述一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：所述谷形至少为两个。

9.根据权利要求8所述一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：所述峰形、谷形为波浪形或者半圆形。

10.根据权利要求8所述一种双极板密封胶截面结构，其特征在于：所述峰形、谷形为三角形或者锯齿形。

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