CN215342670U - 一种三合一燃料电池膜电极密封边框 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种三合一燃料电池膜电极密封边框，属于燃料电池技术领域。它解决了现有密封边框工艺复杂，不适合大批产业化生产等技术问题。本三合一燃料电池膜电极密封边框，包括边框，其特征在于，所述的边框上设置有质子交换膜，质子交换膜的两侧设置有气体扩散层，气体扩散层末端处粘接有粘接保护层。本实用新型具有操作简单、快捷、密封性优良、使用寿命长、适合大批量规模化生产的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池技术领域，涉及一种密封边框，特别是一种三合一燃料电池膜电极密封边框。
背景技术
质子交换膜燃料电池是一种电化学电池，也就是水电解生成氢气、氧气的逆反应过程，其原理是氢气在催化剂的作用下分解成极不稳定非常活跃的质子与电子，质子穿过质子交换膜到达阴极氧侧，电子通过外电路到达阴极氧侧，在阴极与氧气产生化学反应生成水。故氢气氧化产生的电子外电路至阴极，产生电流，质子交换膜燃料电池具有能量转化率高，无环境污染等优点之外，还具有能低温正常自启动、使用寿命长、应用范围广，目前应用最为普遍的有氢燃料电池公交、大巴、物流配送、重卡，乘用车有轿车、越野车，还有船舶、游艇等，综上所述，质子交换膜燃料电池是未来普遍能源的一种代替能源。质子交换膜燃料电池电极的密封边框，在整个质子交换膜燃料电池中起到了氢气、氧气相互之间确保密封性，不互串外，还要保证水路和电池堆整体密封的任务。因此质子交换膜燃料电池电极密封边框的设计，在质子交换膜燃料电池中起到了关键性作用。
目前质子交换膜燃料电池的电极密封边框形式方法有好多种，其中有密封线先粘接在石墨板的密封模里，再把带有边框的三合一电极板盖上，两边相同，夹紧密封。这个工艺缺点就是工艺复杂成本也非常昂贵，半自动生产，手工操作非常复杂，不适合大批产业化生产。
目前质子交换膜燃料电池的电极密封应用中还有一种是CCM加密封线密封法，也存在不适合大批产业化生产的问题。
因此，针对上述问题，需要发明一种工艺简单、成本低廉、密封性好、使用寿命长的质子交换膜燃料电池电极边框，三合一燃料电池膜电极密封边框是非常有发展前景的实用性技术。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种三合一燃料电池膜电极密封边框，解决了现有密封边框工艺复杂，不适合大批产业化生产的问题。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种三合一燃料电池膜电极密封边框，包括边框，其特征在于，所述的边框上设置有质子交换膜，质子交换膜的两侧设置有气体扩散层，气体扩散层末端处粘接有粘接保护层。
所述的粘接保护层的一端与气体扩散层相重叠，粘接保护层的另一端往气体扩散层边延伸。
采用以上结构，可以起到保护与密封的双重作用。
所述的边框采用一体式的硅橡胶边框，且边框具有密封筋与密封垫。
所述的密封筋与密封垫均为双组份加温固化型液态硅橡胶。
所述的密封筋的形状为梯形。
采用以上结构，挤压变形时具有较好密封的效果。
所述的粘接保护层采用3M双面胶。
采用以上结构，3M双面胶具有粘接力强、拉伸能力佳的特点。
所述的粘接保护层的厚度为0.05-0.2mm。
所述的气体扩散层表面有碳粉层和催化剂层。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、操作简单、快捷、密封性优良、使用寿命长、适合大批量规模化生产。
2、粘接保护层的一端与气体扩散层相重叠，粘接保护层的另一端往气体扩散层边延伸，可以起到保护与密封的双重作用
3、密封筋的形状为梯形，挤压变形时具有较好密封的效果。
附图说明
图1是本实用新型的立体结构示意图。
图2是本实用新型的平面结构示意图。
图3是本实用新型的现有产品的立体结构示意图。
图中，1、质子交换膜；2、气体扩散层；3、粘接保护层；4、密封筋；5、密封垫。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1-3所示，本三合一燃料电池膜电极密封边框，包括边框，在本实施例中，边框上设置有质子交换膜1，质子交换膜1的两侧设置有气体扩散层2，气体扩散层2末端处粘接有粘接保护层3，在本实施例中，保护层的粘接方法采用每个接头交接处上下交替粘接，而且不得有重叠的现象。
在本实施例中，由两张气体扩散层2夹着一层质子交换膜1组成三合一组件，在三合一组件膜电极的边缘运用一次性注胶工艺制作质子交换膜1燃料电池膜电极的边框。
粘接保护层3的一端与气体扩散层2相重叠，粘接保护层3的另一端往气体扩散层2边延伸，在本实施例中，在气体扩散层2末端0.5-1mm处粘接保护层3。
采用以上结构，可以起到保护与密封的双重作用。
边框采用一体式的硅橡胶边框，且边框具有密封筋4与密封垫5。
密封筋4与密封垫5均为双组份加温固化型液态硅橡胶。
密封筋4的形状为梯形。
采用以上结构，挤压变形时具有较好密封的效果。
粘接保护层3采用3M双面胶。
采用以上结构，3M双面胶具有粘接力强、拉伸能力佳的特点。
粘接保护层3的厚度为0.05-0.2mm。
气体扩散层2表面有碳粉层和催化剂层。
在本实施例中，边框的制作工艺为：1、根据需求先将硅橡胶成型设备将温度设定为80-100℃；2、根据需求把热成形压力机压力调到15-25map；3、根据液体硅橡胶的粘接和产品的大小将注胶机的压力调至15-30map；3、根据工艺要求将注胶机的A、B料比料比例调至1:1；4、等待上述所有条件达成后，往磨具里注胶；5、注胶时间控制在25-35min之间为正常，不宜过快与过慢；6、注胶到看到磨具后边排出料后5-15min为注胶完成；7、硅橡胶固化时间设定为240min，具体看产品情况做适当的调节；8、固化完成后用专用刀模完成边框的外形与各通道口的制作。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种三合一燃料电池膜电极密封边框，包括边框，其特征在于，所述的边框上设置有质子交换膜(1)，质子交换膜(1)的两侧设置有气体扩散层(2)，气体扩散层(2)末端处粘接有粘接保护层(3)，所述的边框采用一体式的硅橡胶边框，且边框具有密封筋(4)与密封垫(5)，所述的密封筋(4)与密封垫(5)均为双组份加温固化型液态硅橡胶。
2.根据权利要求1所述的三合一燃料电池膜电极密封边框，其特征在于，所述的粘接保护层(3)的一端与气体扩散层(2)相重叠，粘接保护层(3)的另一端往气体扩散层(2)边延伸。
3.根据权利要求1所述的三合一燃料电池膜电极密封边框，其特征在于，所述的密封筋(4)的形状为梯形。
4.根据权利要求1所述的三合一燃料电池膜电极密封边框，其特征在于，所述的粘接保护层(3)采用3M双面胶。
5.根据权利要求1所述的三合一燃料电池膜电极密封边框，其特征在于，所述的粘接保护层(3)的厚度为0.05-0.2mm。
6.根据权利要求1所述的三合一燃料电池膜电极密封边框，其特征在于，所述的气体扩散层表面有碳粉层和催化剂层。
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