CN219575678U - 电堆及燃料电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电堆及燃料电池，该电堆包括：多个电池单体，所述电池单体包括第一极板、膜电极和第二极板，所述膜电极设置于所述第一极板和所述第二膜电极之间；其中，相邻的两个电池单体中的第一极板与另一个的第二极板限定出冷却液流道；所述第二极板背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧设置有密封凸起；多个密封条，每一所述密封条对应设置于所述第一极板背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧，用于密封所述冷却液流道；其中，所述密封凸起与所述密封条背离所述冷却液流道的一侧贴合。本申请旨在解决现有技术中冷却液容易泄露的技术问题。

Description

电堆及燃料电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电堆及燃料电池。

背景技术

氢燃料电池是的发电原理是氢气在阳极催化剂的作用下，生成氢离子并释放出电子；氢离子穿过质子交换膜到达阴极，电子则经过电流收集板收集，由外电路流向阴极；氧化气体(空气或者氧气)在阴极催化剂的作用下被还原并与氢离子、外电路电子结合生成水。在电化学反应过程中，氢燃料电池发热，热量的产生对电池的发电效率产生不利影响，因而对燃料电池进行散热是十分有必要的。

通过相邻的两个单体电池之间的阴极板和阳极板限定出冷却液流道。冷却液流道内通入冷却液，以带走燃料电池产生的热量。通过密封条对冷却液流道进行密封以避免冷却液泄露。然而，仅依靠挤压力使得密封条变形而形成密封，容易导致出现密封失效导致冷却液泄露。

实用新型内容

本申请提供一种电堆及燃料电池，旨在解决现有技术中燃料电池中冷却液泄露的技术问题。

本申请提出一种电堆，包括：

多个电池单体，所述电池单体包括第一极板、膜电极和第二极板，所述膜电极设置于所述第一极板和所述第二极板之间；其中，相邻的两个电池单体中的第一极板与另一个的第二极板限定出冷却液流道；所述第二极板背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧设置有密封凸起；

多个密封条，每一所述密封条对应设置于所述第一极板背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧，用于密封所述冷却液流道；其中，所述密封凸起与所述密封条背离所述冷却液流道的一侧贴合。

可选地，所述密封条背离所述冷却液流道的一侧为第一斜面，所述密封凸起具有第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面相互接触。

可选地，所述第一极板具有背离其所在电池单体的所述膜电极的第一侧面，所述第一斜面和所述第一侧面之间形成有第一夹角，所述第一夹角为钝角；

所述第二极板具有背离其所在电池单体的所述膜电极的第二侧面，所述第二斜面和所述第二侧面之间形成有第二夹角；

其中，在所述电堆处于未装配状态时，所述第二夹角小于所述第一夹角。

可选地，所述密封条朝向所述冷却液流道的一侧为第三斜面，所述第三斜面与所述第一侧面之间形成有第三夹角，所述第三夹角为钝角。

可选地，所述密封条具有一体设置的根部、中部和端部，其中，所述根部与所述第一极板连接，所述端部抵接于所述第二极板背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧；所述中部位于所述根部与所述端部之间。

可选地，所述密封凸起具有远离所述第二极板的头部，所述头部与所述中部抵接。

可选地，所述中部的截面积在所述根部指向所述端部的方向上逐渐变小。

可选地，所述第一极板具有第一流道区，所述第二极板具有第二流道区，所述第一流道区和所述第二流道区限定出所述冷却液流道；

其中，所述第一流道区具有第一流道边缘，所述密封条设置于所述第一流道边缘；所述第二流道区具有第二流道边缘，所述密封条抵接于所述第二流道边缘，所述密封凸起设置于所述第二流道边缘远离所述第二流道区的外侧。

可选地，所述第一极板为阳极板，所述第二极板为阴极板。

本申请实施例还提出一种燃料电池，包括如前所述的电堆。

在本申请的技术方案中，在相邻的两个电池单体中，其中一个的第一极板和另一个的第二极板之间限定出的冷却液流道。密封条设置在所述第一极板背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧，用于密封所述冷却液流道。而另一个第二极板的密封凸起与所述密封条背离所述冷却液流道的一侧贴合，当电堆压紧后，密封条与密封凸起紧密贴合，为密封条提供朝向冷却液流道的压力，使得密封可靠性增加，降低冷却液泄露的可能性。而且，在冷却液流量较大，则密封条在冷却液压力下向外侧发生变形，进而能够和密封凸起贴合的更加紧密，进而形成更好的密封。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的相邻两个单体电池的第一极板和第二极板的装配结构示意图；

图2是本申请实施例中提供的第一极板的结构示意图；

图3是本申请实施例中提供的第二极板的结构示意图；

图4是本申请实施例中提供的燃料电池的结构示意图。

附图标记列表

1	燃料电池	114	中部
				10	电池单体	115	端部
20	端板	201	第二侧面
				100	第一极板	210	密封凸起
200	第二极板	211	第二斜面
				101	第一侧面	212	头部
110	密封条	S	冷却液流道
				111	第一斜面	S1	第一流道区
112	第三斜面	S2	第二流道区
				113	根部

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本实用新型，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本实用新型。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本实用新型的描述变得晦涩。因此，本实用新型并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

参照图1和图4所示，本申请实施例提出一种电堆，包括：

多个电池单体10，所述电池单体10包括第一极板100、膜电极和第二极板200，所述膜电极设置于所述第一极板100和所述第二极板之间；其中，相邻的两个电池单体10中的第一极板100与另一个的第二极板200限定出冷却液流道S；所述第二极板200背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧设置有密封凸起210；

多个密封条110，每一所述密封条110对应设置于所述第一极板100背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧，用于密封所述冷却液流道S；其中，所述密封凸起210与所述密封条110背离所述冷却液流道S的一侧贴合。

在本申请的技术方案中，在相邻的两个电池单体10中，其中一个的第一极板100和另一个的第二极板200之间限定出的冷却液流道S。密封条110设置在所述第一极板100背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧，用于密封所述冷却液流道S。而另一个第二极板200的密封凸起210与所述密封条110背离所述冷却液流道S的一侧贴合，当电堆压紧后，密封条110与密封凸起210紧密贴合，为密封条110提供朝向冷却液流道S的压力，使得密封可靠性增加，降低冷却液泄露的可能性。而且，在冷却液流量较大，则密封条110在冷却液压力下向外侧发生变形，进而能够和密封凸起210贴合的更加紧密，进而形成更好的密封。

作为上述实施例的可选实施方式，如图1所示，所述密封条110背离所述冷却液流道S的一侧为第一斜面111，所述密封凸起210具有第二斜面211，所述第一斜面111和所述第二斜面211相互接触。在实施例中，密封凸起210和密封条110的接触面为斜面，使得密封凸起210和密封条110之间的接触面积增大，有利于提高密封条110的密封可靠性。

作为上述实施例的可选实施方式，所述第一极板100具有背离其所在电池单体的所述膜电极的第一侧面101。所述第一斜面111和所述第一侧面101之间形成有第一夹角α₁，所述第一夹角为钝角。所述第二极板200具有背离其所在电池单体的所述膜电极的第二侧面201，所述第二斜面211和所述第二侧面201之间形成有第二夹角α₂；其中，在所述电堆处于未装配状态时，所述第二夹角小于所述第一夹角。由于第二夹角小于第一夹角，因此密封凸起210和密封条110之间具有一定的间隙，以为在堆叠时密封条110的变形提供一定空间；在密封条110变形时，其可朝向该间隙进行变形，以与密封凸起210的第二斜面211紧密贴靠，提高密封效果。

在实施例中，如图2所示，第一侧面101上形成有用于构建冷却液流道S的第一流道区S1；如图3所示，第二侧面201上形成有用于构建冷却液流道S的第二流道区S2。在电堆中，相邻的两个单体电池的第一极板100的第一流道区S1正对第二极板200的第二流道区S2，以限定出用于冷却液流动的冷却液流道S。

在实施例中，密封条110设置在第一流道区S1的第一流道边缘，进而能够对冷却液流道S进行密封；密封凸起210设置在第二流道区S2的第二流道边缘远离第二流道区S2的外侧，以能够在密封条110变形时抵接在密封条110上，为密封条110提供朝向冷却液流道S的压力，使得密封可靠性增加，降低冷却液泄露的可能性。

作为上述实施例的可选实施方式，如图1所示，所述密封条110朝向所述冷却液流道S的一侧为第三斜面112，所述第三斜面112与所述第一侧面101之间形成有第三夹角α₃，所述第三夹角为钝角。一般情况下，第一斜面111和第三斜面112对称布置。

作为上述实施例的可选实施方式，如图1所示，所述密封条110具有一体设置的根部113、中部114和端部115，其中，所述根部113与所述第一极板100连接，所述端部115抵接于所述第二极板200背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧；所述中部114位于所述根部113与所述端部115之间。在实施例中，根部113一体设置在第一极板100上，或者粘接在第一极板100上。密封条110的端部115则为自由端，其用于抵接在第二极板200的第二流道区S2的第二流道边缘，以使得冷却液流道S被密封。当电堆堆叠时，第二极板200作用端部115上而使得在堆叠力的作用下密封条110被压缩而对冷却液流道S进行密封。

作为上述实施例的可选实施方式，如图1所示，所述密封凸起210具有远离所述第二极板200的头部212，所述头部212与所述中部114抵接。也即在实施例中，密封凸起210的头部212一般不与第一极板100抵接。当堆叠时，密封凸起210会朝向第一极板100运动，密封条110被压缩，密封条110抵接在第二极板200上，而密封凸起210抵靠在密封条110上，以确保密封条110能够在堆叠力的作用下具有足够的变形，以避免因为密封凸起210抵靠在第一极板100上而导致密封条110无法充分变形的情况发生，进而提高密封效果。

作为上述实施例的可选实施方式，如图1所示，所述中部114的截面积在所述根部113指向所述端部115的方向上逐渐变小。在实施例中，密封条110的纵截面呈梯形。梯形的下底对应密封条110的根部113。梯形的上底对应密封条110的端部115。梯形的两腰分别对应密封条110的第一斜面111和第三斜面112。下底、上底、第一斜面111和第三斜面112围合形成的区域为密封条110的中部114。通过这种设置，一方面是有利于密封凸起210与密封条110的抵靠，另一方面是密封条110与第一极板100之间的接触面积较大，便于密封条110牢固地设置在第一极板100上。

作为上述实施例的可选实施方式，所述第一极板100为阳极板，所述第二极板200为阴极板。也即在实施例中，密封条110设置在阳极板上，密封凸起210可以通过冲压的方式形成于第二极板200上。一般而言，密封条110可以采用粘接的方式设置在阳极板上，也可以采用一体注塑的方式设置在阳极板上。

如图4所示，本申请实施例还提出一种燃料电池11，包括如前所述的电堆。该电堆采用了前述实施例中的一部分技术方案或者全部的技术方案，因而具备前述实施例的一部分技术优势或者全部技术优势，在此不进行一一赘述。燃料电池1还包括位于电堆两侧的端板20以及拉杆等结构。端板和拉杆均可以采用本领域的常规结构。

以上对本申请实施例所提供的一种电堆及燃料电池进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种电堆，其特征在于，包括：

多个电池单体，所述电池单体包括第一极板、膜电极和第二极板，所述膜电极设置于所述第一极板和所述第二极板之间；其中，相邻的两个电池单体中的第一极板与另一个的第二极板限定出冷却液流道；所述第二极板背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧设置有密封凸起；

多个密封条，每一所述密封条对应设置于所述第一极板背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧，用于密封所述冷却液流道；其中，所述密封凸起与所述密封条背离所述冷却液流道的一侧贴合。

2.如权利要求1所述的电堆，其特征在于，所述密封条背离所述冷却液流道的一侧为第一斜面，所述密封凸起具有第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面相互接触。

3.如权利要求2所述的电堆，其特征在于，所述第一极板具有背离其所在电池单体的所述膜电极的第一侧面，所述第一斜面和所述第一侧面之间形成有第一夹角，所述第一夹角为钝角；

所述第二极板具有背离其所在电池单体的所述膜电极的第二侧面，所述第二斜面和所述第二侧面之间形成有第二夹角；

其中，在所述电堆处于未装配状态时，所述第二夹角小于所述第一夹角。

4.如权利要求3所述的电堆，其特征在于，所述密封条朝向所述冷却液流道的一侧为第三斜面，所述第三斜面与所述第一侧面之间形成有第三夹角，所述第三夹角为钝角。

5.如权利要求1所述的电堆，其特征在于，所述密封条具有一体设置的根部、中部和端部，其中，所述根部与所述第一极板连接，所述端部抵接于所述第二极板背离其所在电池单体的所述膜电极的一侧；所述中部位于所述根部与所述端部之间。

6.如权利要求5所述的电堆，其特征在于，所述密封凸起具有远离所述第二极板的头部，所述头部与所述中部抵接。

7.如权利要求5所述的电堆，其特征在于，所述中部的截面积在所述根部指向所述端部的方向上逐渐变小。

8.如权利要求1所述的电堆，其特征在于，所述第一极板具有第一流道区，所述第二极板具有第二流道区，所述第一流道区和所述第二流道区限定出所述冷却液流道；

其中，所述第一流道区具有第一流道边缘，所述密封条设置于所述第一流道边缘；所述第二流道区具有第二流道边缘，所述密封条抵接于所述第二流道边缘，所述密封凸起设置于所述第二流道边缘远离所述第二流道区的外侧。

9.如权利要求1所述的电堆，其特征在于，所述第一极板为阳极板，所述第二极板为阴极板。

10.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电堆。