CN220829983U - 燃料电池单体和燃料电池堆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃料电池单体和燃料电池堆，所述燃料电池单体包括：极板模块，包括彼此绝缘地固定在一起的第一极板和第二极板，并且在所述第一极板和所述第二极板之间限定至少一侧敞开的容纳空间；膜电极模块，能够从所述容纳空间的敞开侧插入在所述容纳空间中，其中，所述极板模块和所述膜电极模块中的一者包括卡接结构，并且所述卡接结构用于将插入在所述容纳空间中的所述膜电极模块卡接固定到所述极板模块。通过采用本实用新型的具有上述结构的燃料电池单体，能够提高燃料电池单体的装配效率，防止膜电极在装配过程中被损坏，便于根据需要更换膜电极，提高燃料电池单体的可靠性。

Description

燃料电池单体和燃料电池堆

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，更具体地，涉及一种燃料电池单体和包括该燃料电池单体的燃料电池堆。

背景技术

燃料电池是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池通过电化学反应将燃料的化学能中的吉布斯自由能直接转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高。此外，燃料电池不包括或包括很少的运动部件(或机械传动部件)，故工作可靠，较少需要维修，使用寿命长且比传统发电机组安静。另外，电化学反应清洁、完全，很少产生有害物质。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是极有发展前途的能源动力装置，可满足多领域的用电需要(汽车、航空航天器、潜艇、电子设备等)。

在燃料电池中，非常重要的两个部件分别为膜电极和极板，膜电极包括质子交换膜、催化层、气体扩散层，主要功能是将反应介质(即，燃料和氧化剂)通过化学反应转化为电能，而极板则具有隔断反应介质、集流导电、导热、支撑膜电极以及为反应介质和冷却液提供流道和流场等作用。根据电池功率的不同，需要将不同数量的膜电极和极板交错层叠以组合成电堆，少则几十片，多则上百片。由于片数较多，因此装配效率较低。此外，在组合电堆时，通常将极板和膜电极一片一片交错放置在压装机上，靠压装机固定的压力压装到一起。然而，在压装的过程中，膜电极容易被损坏，并且用于反应介质和冷却液的流道容易出现密封性问题。另外，在燃料电池的使用过程中，膜电极容易被腐蚀或损坏，但是通过压装的方式固定在一起的膜电极和极板不容易拆卸，这导致不容易更换膜电极。

实用新型内容

鉴于上述问题而提出本实用新型。本实用新型的目的在于提供一种能够提升装配效率、防止膜电极损坏并且便于更换膜电极的燃料电池单体。

根据一个总体方面，本实用新型提供一种燃料电池单体，所述燃料电池单体包括：极板模块，包括彼此绝缘地固定在一起的第一极板和第二极板，并且在所述第一极板和所述第二极板之间限定至少一侧敞开的容纳空间；膜电极模块，能够从所述容纳空间的敞开侧插入在所述容纳空间中，其中，所述极板模块和所述膜电极模块中的一者包括卡接结构，并且所述卡接结构用于将插入在所述容纳空间中的所述膜电极模块卡接固定到所述极板模块。

优选地，所述卡接结构可具有能够弹性变形的主体和位于所述主体的末端的卡钩，并且所述卡钩卡接在所述极板模块和所述膜电极模块中的另一者上。

优选地，所述极板模块可包括所述卡接结构，所述卡接结构沿着与所述膜电极模块的插入方向相反的方向延伸，并且所述卡钩卡接在所述膜电极模块上。

优选地，所述极板模块还可包括绝缘板，所述绝缘板设置在所述第一极板的外周部分与所述第二极板的外周部分之间，用于将所述第一极板和所述第二极板电绝缘，并且与在所述第一极板的中央部分和所述第二极板的中央部分一起限定所述容纳空间，其中，所述卡接结构可固定到所述绝缘板，并且所述极板模块可包括两个所述卡接结构，其中，在所述极板模块的宽度方向上，两个所述卡接结构彼此间隔开并且将所述膜电极模块夹在中间，并且两个所述卡接结构的两个所述卡钩在所述宽度方向上朝向彼此突出，其中，两个所述卡钩卡接在所述膜电极模块与所述膜电极模块的插入侧相反的一侧上，或者分别卡接在所述膜电极模块的在所述宽度方向上的两侧上。

优选地，所述膜电极模块可包括：膜电极；绝缘边框，围绕所述膜电极的周边固定，并且所述绝缘边框的硬度大于所述膜电极的硬度；弹性密封件，固定到所述绝缘边框的在所述膜电极模块厚度方向上的两侧并围绕所述膜电极设置，其中，所述弹性密封件能够弹性变形以压抵所述第一极板和所述第二极板。

优选地，所述膜电极模块还包括止动部，所述止动部固定在所述绝缘边框上，并且具有沿着所述膜电极模块的宽度方向相对于所述绝缘边框突出的凸台，所述极板模块具有与所述凸台匹配的切口。

优选地，所述膜电极可具有阴极面和阳极面，所述第一极板的第一表面面向所述膜电极的所述阴极面，并且所述第二极板的第三表面面向所述膜电极的所述阳极面，其中，所述膜电极模块还包括位于所述阴极面上的第一阴极导电部和位于所述阳极面上的第一阳极导电部，在所述第一极板的所述第一表面上设置有与所述第一阴极导电部接触的第二阴极导电部，并且在所述第二极板的所述第三表面上设置有与所述第一阳极导电部接触的第二阳极导电部，其中，所述第一阴极导电部、所述第一阳极导电部、所述第二阴极导电部和所述第二阳极导电部中的每个呈条状或者点状。

优选地，所述第一极板和所述第二极板中的每个可以为单极板，所述第一极板为阴极板并且所述第一极板的第一表面面向所述膜电极的阴极面，并且所述第二极板为阳极板并且所述第二极板的第三表面面向所述膜电极的阳极面；或者所述第一极板和所述第二极板中的每个为双极板，所述第一极板的第一表面为阴极侧并面向所述膜电极的阴极面，并且所述第二极板的第三表面为阳极侧并面向所述膜电极的阳极面。

优选地，所述第一极板可具有贯穿其的氧化剂入口和氧化剂出口，并且所述第一极板的所述第一表面具有与所述氧化剂入口和所述氧化剂出口连通的第一沟槽，所述极板模块与所述膜电极模块密封贴合使得在所述第一沟槽与所述膜电极模块之间形成氧化剂通道，其中，所述第二极板具有贯穿其的燃料入口和燃料出口，并且所述第二极板的所述第三表面具有与所述燃料入口和所述燃料出口连通的第二沟槽，所述极板模块与所述膜电极模块密封贴合使得在所述第二沟槽与所述膜电极模块形成燃料通道；并且/或者所述第一极板和所述第二极板中的每个具有贯穿其的冷却剂入口和冷却剂出口以及与所述冷却剂入口和所述冷却剂出口连通并用于使冷却剂循环的冷却剂通道。

根据本公开的另一方面，本实用新型提供一种燃料电池堆，所述燃料电池堆包括彼此堆叠的至少两个如上所述的燃料电池单体。

通过采用本实用新型的具有上述结构的燃料电池单体，能够提高燃料电池单体的装配效率，防止膜电极在装配过程中被损坏，便于根据需要更换膜电极，提高燃料电池单体的可靠性。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例进行的详细描述，本实用新型的以上和其他方面、特点及其他优点将会变得清楚和更加容易理解，在附图中：

图1是根据本实用新型的实施例的燃料电池单体的平面图；

图2是根据本实用新型的实施例的燃料电池单体的立体图；

图3是根据本实用新型的实施例的燃料电池单体的分解立体图；

图4是绝缘板和卡接结构的立体图；

图5是图4中的J部分的放大图；

图6是膜电极模块的平面图；

图7是沿着图1中的线A-A截取的截面图；

图8和图9分别是第一极板和第二极板的平面图；

图10是根据本实用新型的实施例的燃料电池堆的立体图；

图11是根据本实用新型的另一实施例的燃料电池单体的平面图。

附图标记说明：

标记名称

10：极板模块，11：第一极板，111：氧化剂入口，112：氧化剂出口，113：第一沟槽，114：氧化剂通道，115：第一密封槽，12：第二极板，121：燃料入口，122：燃料出口，123：第二沟槽，124：燃料通道，125：第二密封槽，13：绝缘板，131：切口，141：冷却剂入口，142：冷却剂出口，143：冷却剂通道，20：膜电极模块，21：止动部，211：凸台，212：突起，22：膜电极，221：阴极面，222：阳极面，23：绝缘边框，24：弹性密封件，24a：第一弹性密封件，24b：第二弹性密封件，24c：第三弹性密封件，30：卡接结构，31：主体，32：卡钩，41：第一阴极导电部，42：第一阳极导电部，51：第二阴极导电部，52：第二阳极导电部，100：燃料电池单体，200：燃料电池堆。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好地理解本实用新型的技术构思，下面将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。应清楚的是，在下面对实施例的说明和附图中，以相同的附图标记指示相同或相似的组件，并省略重复的说明。

图1是根据本实用新型的实施例的燃料电池单体的平面图，图2是根据本实用新型的实施例的燃料电池单体的立体图，图3是根据本实用新型的实施例的燃料电池单体的分解立体图。图4是绝缘板和卡接结构的立体图，图5是图4中的J部分的放大图。图6是膜电极模块的平面图。图7是沿着图1中的线I-I截取的截面图。图8和图9分别是第一极板和第二极板的平面图。图10是根据本实用新型的实施例的燃料电池堆的立体图。图11是根据本实用新型的另一实施例的燃料电池单体的平面图。在下面的描述中，插入方向是指膜电极模块插入极板模块中的方向，厚度方向是指第一极板、绝缘板和第二极板堆叠在一起所沿的方向，宽度方向是指与插入方向和厚度方向垂直的方向。

下面将参照图1至图9以及图11描述根据本实用新型的实施例的燃料电池单体100的具体结构。

参照图1至图3，根据本实用新型的实施例的燃料电池单体100包括：极板模块10，包括彼此绝缘地固定在一起的第一极板11和第二极板12，并且在第一极板11和第二极板12之间限定至少一侧敞开的容纳空间；膜电极模块20，能够从容纳空间的敞开侧插入在容纳空间中，其中，极板模块10和膜电极模块20中的一者包括卡接结构30，并且卡接结构30用于将插入在容纳空间中的膜电极模块20卡接固定到极板模块10。在本实用新型的实施例中，通过将膜电极模块20插入两个极板之间的容纳空间中并通过卡接结构30将膜电极模块20和极板模块10卡接固定在一起，能够防止膜电极在装配过程中被损坏，并且便于根据需要更换膜电极，从而提高燃料电池单体的可靠性。此外，在装配上述燃料电池单体时，可先将第一极板11和第二极板12组装成极板模块10并预留用于容纳膜电极模块20的容纳空间，然后再将膜电极模块20插入极板模块10的容纳空间中，因此本实用新型的燃料电池单体的结构还能够提高燃料电池单体的装配效率。

此外，如图4和图5所示并结合图2，卡接结构30可具有能够弹性变形的主体31和位于主体31的末端的卡钩32，并且卡钩32卡接在极板模块10和膜电极模块20中的另一者上。

具体地，在本实用新型的实施例中，如图4和图5所示，卡接结构30属于极板模块10的一部分，并且沿着与膜电极模块20的插入方向相反的方向延伸，卡钩32卡接在膜电极模块20上。进一步地，参照图3和图4，极板模块10还包括绝缘板13，卡接结构30固定到绝缘板13上。绝缘板13设置在第一极板11的外周部分与第二极板12的外周部分之间，用于将第一极板11和第二极板12电绝缘，并且与在第一极板11的中央部分和第二极板12的中央部分一起限定容纳空间。极板模块10包括两个如上所述的卡接结构30，并且在极板模块10的宽度方向上，两个卡接结构30彼此间隔开并且将膜电极模块20夹在中间。两个卡接结构30的两个卡钩32在宽度方向上朝向彼此突出并且卡接在膜电极模块20与膜电极模块20的插入侧相反的一侧(即，卡接侧)上。可选地，两个卡接结构30的两个卡钩32还可分别卡接在膜电极模块20在宽度方向上的两侧(即，卡接侧)上。

在装配膜电极模块20和极板模块10时，将膜电极模块20插入极板模块10的容纳空间中，随着膜电极模块20的插入而接触卡钩32，膜电极模块20推动两个卡接结构30在宽度方向上远离彼此运动，使得卡接结构30的主体31发生弹性变形；直到卡钩32卡接在膜电极模块20的卡接侧上时，主体31恢复到原来的形状并将膜电极模块20卡接固定到极板模块10。此外，在更换膜电极模块20时，先使两个卡钩32在宽度方向上远离彼此移动并使主体31弹性变形，然后沿着与插入方向相反的方向将膜电极模块20从极板模块10的容纳空间中拉出；之后插入新的膜电极模块20。通过采用上述卡接方式，能够进一步简化用于将膜电极模块插入极板模块中的工艺并提高单体装配效率，能够提高膜电极模块与极板模块之间的结合力，防止膜电极模块从极板模块的容纳空间中滑出，并且方便膜电极模块的更换。

然而，本实用新型的实施例不限于此。例如，卡接结构还可以是膜电极模块的一部分，沿着膜电极模块的插入方向从膜电极模块的插入侧向下延伸，并且两个卡接结构的卡钩在宽度方向上背对彼此突出。在这种情况下，绝缘板具有沿着插入方向贯通的开口。随着膜电极模块插入绝缘板的开口中，两个卡钩接触开口的侧壁并且卡接结构的主体弹性变形，直到卡钩卡接在绝缘板在插入方向上的下游侧上，随后卡接结构的主体恢复原来的形状。此时，卡接结构将膜电极模块卡接固定到极板模块，并防止膜电极模块从极板模块的容纳空间中滑出。

在本实用新型的实施例中，如图3和图6所示，膜电极模块20可包括：膜电极22；绝缘边框23，围绕膜电极22的周边固定，并且绝缘边框23的硬度大于膜电极22的硬度；弹性密封件24，固定到绝缘边框23的在膜电极模块20的厚度方向上的两侧并围绕膜电极22设置，其中，弹性密封件24能够弹性变形以压抵第一极板11和第二极板12。绝缘边框23可采用绝缘硬质材料(例如，塑料、复合材料等)制成。由于绝缘边框23围绕膜电极22的周边固定并且其硬度大于膜电极22的硬度，因此绝缘边框能够为膜电极提供稳定的支撑，并防止膜电极变形损坏。此外，通过使弹性密封件24围绕膜电极22设置并弹性压抵第一极板11和第二极板12，能够在极板模块与膜电极模块之间实现良好密封，为反应介质提供密封性好的流道，从而防止反应介质泄漏。

如图6和图7所示，弹性密封件24可包括第一弹性密封件24a、第二弹性密封件24b和第三弹性密封件24c。第一弹性密封件24a和第二弹性密封件24b分别设置在绝缘边框23的在厚度方向上相对的两个表面上，并且分别嵌入图8中的第一极板11的第一密封槽115和图9中的第二极板12的第二密封槽125。第三弹性密封件24c围绕绝缘边框23的边缘设置并且其两端分别连接到第一弹性密封件24a和第二弹性密封件24b。具体地，绝缘边框23呈矩形，并且第三弹性密封件24c围绕矩形的绝缘边框23的三个边缘设置，第一弹性密封件24a和第二弹性密封件24b沿着绝缘边框23的剩余的一个边缘设置。由此，第一弹性密封件24a、第二弹性密封件24b和第三弹性密封件24c可围绕膜电极22形成良好密封，防止反应介质泄漏。

此外，膜电极模块20还可包括止动部21，止动部21固定在绝缘边框23上，并且具有沿着膜电极模块20的宽度方向相对于绝缘边框23突出的凸台211。此外，极板模块10具有与凸台211匹配的切口131。通过凸台211与切口131的配合，能够在插入膜电极模块的过程中限制膜电极模块的插入长度，防止膜电极模块过度插入而导致膜电极模块损坏。具体地，如图3和图6所示，止动部21呈长条状，并且固定在绝缘边框23的与插入侧相反的一侧(即，绝缘边框23的靠近第一弹性密封件24a和第二弹性密封件24b的一侧)上。两个凸台211相对于绝缘边框23在宽度方向上突出。然而，本实用新型的实施例不限于此，止动部可仅包括图6中所示的两个凸台211中的一个，或者包括从绝缘边框在插入方向上的不同位置沿着宽度方向突出的两个或更多个凸台，只要能够限制膜电极模块相对于极板模块的位置即可。

具体地，参照图4和图5，切口131形成在绝缘板13上，并且具有与凸台211的形状相对应的形状。随着膜电极模块20插入极板模块10的容纳空间中，凸台211与切口131接触而不能继续沿着插入方向运动，此时卡钩32可卡接在止动部21的上侧上以防止膜电极模块20沿着与插入方向相反的方向运动而脱离极板模块10的容纳空间。通过止动部21与切口131和卡接结构30的配合，能够将膜电极模块固定到极板模块，并防止膜电极模块相对于极板模块沿着插入方向上下运动。然而，本实用新型的实施例不限于此，止动部21还可形成在膜电极模块20上的其他位置，只要能够限制极板模块10在插入方向上的运动即可。

此外，在本实用新型的实施例中，如图4和图6所示，两个凸台211相对于绝缘边框23在宽度方向上突出，相应地，两个切口131形成在绝缘板13上。两个凸台211在宽度方向上的最外侧面之间的距离大于两个卡钩32的在宽度方向之间的最小距离，并且等于或略小于两个切口131在宽度方向之间的最大距离。绝缘边框23的宽度小于两个卡钩32在宽度方向之间的最小距离。因此，在膜电极模块20插入极板模块10的容纳空间中的过程中，在最初插入时，绝缘边框23不会接触卡钩32，因此卡接结构30的主体31不会发生弹性变形；随着膜电极模块20的继续插入，止动部21的两个凸台211接触卡钩32，此时卡接结构30在凸台211的作用力下弹性变形，直到卡钩32卡接在止动部21的上侧上才恢复到最初的状态。因此，在膜电极模块20的插入过程中，卡接结构30不是始终发生弹性变形的，因此能够减少卡接结构30的变形时间，从而提高其可靠性和使用寿命。

此外，如图2、图3和图6所示，在止动部21的上侧还设置有沿着与插入方向相反的方向突出的突起212。如果操作人员手动插入膜电极模块20，那么突起212可便于操作人员抓握膜电极模块20；如果使用工具插入膜电极模块20，那么工具可夹持突起212。

另外，如图7至图9所示，膜电极22具有阴极面221和阳极面222，第一极板11的第一表面(即，内表面)面向膜电极22的阴极面221，并且第二极板12的第三表面(即，内表面)面向膜电极22的阳极面222。膜电极模块20还包括位于阴极面221上的第一阴极导电部41和位于阳极面222上的第一阳极导电部42，在第一极板11的第一表面上设置有与第一阴极导电部41接触的第二阴极导电部51，并且在第二极板12的第三表面上设置有与第一阳极导电部42接触的第二阳极导电部52。进一步地，如图8所示，第二阴极导电部51均呈点状。在第一极板11的第一表面上设置有沿着插入方向和宽度方向彼此间隔开的多个点状的第二阴极导电部51。可选地，第二阴极导电部51还可呈条状，并且多个条状的第二阴极导电部51可在插入方向上彼此间隔开。类似地，第一阴极导电部41、第一阳极导电部42和第二阳极导电部52中的每个可呈条状或者点状。例如，第一阴极导电部41和第一阳极导电部42中的每个可呈条状，并且第二阴极导电部51和第二阳极导电部52中的每个可呈点状。

在第一极板11的第一表面面向膜电极22的阴极面221的情况下，第一极板11具有用于使氧化剂(例如，氧气或空气)在其中流动的流道。具体地，如图7和图8所示，第一极板11具有贯穿其的氧化剂入口111和氧化剂出口112，并且第一极板11的第一表面具有与氧化剂入口111和氧化剂出口112连通的第一沟槽113，极板模块10与膜电极模块20密封贴合使得在第一沟槽113与膜电极模块20之间形成氧化剂通道114。类似地，在第二极板12的第三表面面向膜电极22的阳极面222的情况下，第二极板12具有用于使燃料(例如，氢气等)在其中流动的流道。具体地，如图7和图9所示，第二极板12具有贯穿其的燃料入口121和燃料出口122，并且第二极板12的第三表面具有与燃料入口121和燃料出口122连通的第二沟槽123，极板模块10与膜电极模块20密封贴合使得在第二沟槽123与膜电极模块20形成燃料通道124。

在本实用新型的实施例中，第一极板11和第二极板12中的每个为单极板。具体地，第一极板11为阴极板并且第二极板12为阳极板。第一极板11具有在厚度方向上彼此相对的第一表面和第二表面，第一表面为内表面且面向膜电极22的阴极面221，并且第二表面为外表面。第二极板12具有在厚度方向上彼此相对的第三表面和第四表面，第三表面为内表面且面向膜电极22的阳极面222，并且第四表面为外表面。第一极板11的外表面面向另一相邻的燃料电池单体100的第二极板12的外表面，并且第二极板12的外表面面向又一相邻的燃料电池单体100的第一极板11的外表面。以此类推，可形成包括多个燃料电池单体100的燃料电池堆200。

然而，本实用新型的实施例不限于此，第一极板11和第二极板12中的每个还可以为双极板。第一极板11的第一表面和第二表面分别为阴极侧和阳极侧，并且第一极板11的阴极侧面向膜电极22的阴极面221。第二极板12的第三表面和第四表面分别为阳极侧和阴极侧，并且第二极板12的阳极侧面向膜电极22的阳极面222。第一极板11的第二表面与另一相邻的第二极板12的阴极侧形成另一燃料电池单体100，并且第二极板12的第四表面与另一相邻的第一极板11的阳极侧形成又一燃料电池单体100。以此类推，可形成包括多个燃料电池单体100的燃料电池堆200。

此外，燃料电池堆200包括彼此堆叠的至少两个如上所述的燃料电池单体100。如图10所示，燃料电池堆200包括彼此堆叠的十个燃料电池单体100。燃料电池堆200的装配方式可多样化。例如，在制造燃料电池堆200时，可预先将多个极板固定在一起(例如，将极板先放到注塑模具中注塑到一起)以形成多个极板模块10并预留用于容纳膜电极模块20的容纳空间(例如，容纳槽)，然后再一起插入多个膜电极模块20，这能进一步提升电堆制造效率。又例如，可先制造多个燃料电池单体100，然后再将多个燃料电池单体100组装成燃料电池堆200。

在本实用新型的上述实施例中，燃料电池单体100和燃料电池堆200可通过空气冷却或浸泡液实现冷却。然而，本实用新型的实施例不限于此，燃料电池单体100和燃料电池堆200可具有用于冷却液在其中循环的通道，并且通过使冷却液在通道循环来实现冷却。下面将参照图11对具有冷却液通道的燃料电池单体100的结构进行描述。

如图11所示，第一极板11具有贯穿其的冷却剂入口141和冷却剂出口142，并且还具有与冷却剂入口141和冷却剂出口142连通并用于使冷却剂循环的冷却剂通道143。此外，尽管附图中没有示出，但是第二极板12可具有与第一极板11的结构相似的结构。

图11中示出的燃料电池单体100的第一极板11和第二极板12为单极板，冷却剂通道143可呈凹槽状，并且与相邻的燃料电池单体100的第二极板12的类似的冷却剂通道143配合以形成完整的冷却剂循环通道。然而，本实用新型的实施例不限于此，冷却剂通道143还可以是仅通过冷却剂入口141和冷却剂出口142与外部连通的封闭式通道。这种封闭式通道还适用于第一极板11和第二极板12为双极板的情况。

本实用新型的燃料电池单体的结构能够提高燃料电池单体的装配效率，防止膜电极在装配过程中被损坏，便于根据需要更换膜电极，提高燃料电池单体的可靠性。此外，通过在膜电极模块与极板模块之间设置弹性密封件，能够提高膜电极的密封可靠性。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行组合、修改和完善。这些组合、修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃料电池单体(100)，其特征在于，所述燃料电池单体(100)包括：

极板模块(10)，包括彼此绝缘地固定在一起的第一极板(11)和第二极板(12)，并且在所述第一极板(11)和所述第二极板(12)之间限定至少一侧敞开的容纳空间；

膜电极模块(20)，能够从所述容纳空间的敞开侧插入在所述容纳空间中，

其中，所述极板模块(10)和所述膜电极模块(20)中的一者包括卡接结构(30)，并且所述卡接结构(30)用于将插入在所述容纳空间中的所述膜电极模块(20)卡接固定到所述极板模块(10)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池单体(100)，其特征在于，所述卡接结构(30)具有能够弹性变形的主体(31)和位于所述主体(31)的末端的卡钩(32)，并且所述卡钩(32)卡接在所述极板模块(10)和所述膜电极模块(20)中的另一者上。

3.根据权利要求2所述的燃料电池单体(100)，其特征在于，所述极板模块(10)包括所述卡接结构(30)，所述卡接结构(30)沿着与所述膜电极模块(20)的插入方向相反的方向延伸，并且所述卡钩(32)卡接在所述膜电极模块(20)上。

4.根据权利要求3所述的燃料电池单体(100)，其特征在于，所述极板模块(10)还包括绝缘板(13)，所述绝缘板(13)设置在所述第一极板(11)的外周部分与所述第二极板(12)的外周部分之间，用于将所述第一极板(11)和所述第二极板(12)电绝缘，并且与在所述第一极板(11)的中央部分和所述第二极板(12)的中央部分一起限定所述容纳空间，其中，所述卡接结构(30)固定到所述绝缘板(13)，并且所述极板模块(10)包括两个所述卡接结构(30)，

其中，在所述极板模块(10)的宽度方向上，两个所述卡接结构(30)彼此间隔开并且将所述膜电极模块(20)夹在中间，并且两个所述卡接结构(30)的两个所述卡钩(32)在所述宽度方向上朝向彼此突出，

其中，两个所述卡钩(32)卡接在所述膜电极模块(20)与所述膜电极模块(20)的插入侧相反的一侧上，或者分别卡接在所述膜电极模块(20)的在所述宽度方向上的两侧上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池单体(100)，其特征在于，所述膜电极模块(20)包括：

膜电极(22)；

绝缘边框(23)，围绕所述膜电极(22)的周边固定，并且所述绝缘边框(23)的硬度大于所述膜电极(22)的硬度；

弹性密封件(24)，固定到所述绝缘边框(23)在所述膜电极模块(20)的厚度方向上的两侧并围绕所述膜电极(22)设置，其中，所述弹性密封件(24)能够弹性变形以压抵所述第一极板(11)和所述第二极板(12)。

6.根据权利要求5所述的燃料电池单体(100)，其特征在于，所述膜电极模块(20)还包括止动部(21)，所述止动部(21)固定在所述绝缘边框(23)上，并且具有沿着所述膜电极模块(20)的宽度方向相对于所述绝缘边框(23)突出的凸台(211)，所述极板模块(10)具有与所述凸台(211)匹配的切口(131)。

7.根据权利要求5所述的燃料电池单体(100)，其特征在于，所述膜电极(22)具有阴极面(221)和阳极面(222)，所述第一极板(11)的第一表面面向所述膜电极(22)的所述阴极面(221)，并且所述第二极板(12)的第三表面面向所述膜电极(22)的所述阳极面(222)，

其中，所述膜电极模块(20)还包括位于所述阴极面(221)上的第一阴极导电部(41)和位于所述阳极面(222)上的第一阳极导电部(42)，在所述第一极板(11)的所述第一表面上设置有与所述第一阴极导电部(41)接触的第二阴极导电部(51)，并且在所述第二极板(12)的所述第三表面上设置有与所述第一阳极导电部(42)接触的第二阳极导电部(52)，

其中，所述第一阴极导电部(41)、所述第一阳极导电部(42)、所述第二阴极导电部(51)和所述第二阳极导电部(52)中的每个呈条状或者点状。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池单体(100)，其特征在于，所述第一极板(11)和所述第二极板(12)中的每个为单极板，所述第一极板(11)为阴极板并且所述第一极板(11)的第一表面面向所述膜电极(22)的阴极面(221)，并且所述第二极板(12)为阳极板并且所述第二极板(12)的第三表面面向所述膜电极(22)的阳极面(222)；或者

所述第一极板(11)和所述第二极板(12)中的每个为双极板，所述第一极板(11)的第一表面为阴极侧并面向所述膜电极(22)的阴极面(221)，并且所述第二极板(12)的第三表面为阳极侧并面向所述膜电极(22)的阳极面(222)。

9.根据权利要求8所述的燃料电池单体(100)，其特征在于，所述第一极板(11)具有贯穿其的氧化剂入口(111)和氧化剂出口(112)，并且所述第一极板(11)的所述第一表面具有与所述氧化剂入口(111)和所述氧化剂出口(112)连通的第一沟槽(113)，所述极板模块(10)与所述膜电极模块(20)密封贴合使得在所述第一沟槽(113)与所述膜电极模块(20)之间形成氧化剂通道(114)，

其中，所述第二极板(12)具有贯穿其的燃料入口(121)和燃料出口(122)，并且所述第二极板(12)的所述第三表面具有与所述燃料入口(121)和所述燃料出口(122)连通的第二沟槽，所述极板模块(10)与所述膜电极模块(20)密封贴合使得在所述第二沟槽与所述膜电极模块(20)形成燃料通道(124)；并且/或者

所述第一极板(11)和所述第二极板(12)中的每个具有贯穿其的冷却剂入口(141)和冷却剂出口(142)以及与所述冷却剂入口(141)和所述冷却剂出口(142)连通并用于使冷却剂循环的冷却剂通道(143)。

10.一种燃料电池堆(200)，其特征在于，所述燃料电池堆(200)包括彼此堆叠的至少两个如权利要求1至9中任一项所述的燃料电池单体(100)。