KR102269499B1 - 연료 전지 서브-어셈블리 및 이를 만드는 방법 - Google Patents

연료 전지 서브-어셈블리 및 이를 만드는 방법 Download PDF

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Abstract

PEM 연료 전지 스택 같은 전기화학 스택에 대한 서브-어셈블리는 바이폴라 플레이트를 가지며, 바이폴라 플레이트는 자신의 상부 면으로부터, 바이폴라 플레이트의 에지 둘레에, 그리고 자신의 하부 면 상으로 연장되는 밀봉 재료를 가진다. 바이폴라 플레이트는 바람직하게 내부 냉각재 흐름 필드를 정의하고, 또한 냉각재 흐름 필드 둘레에 밀봉을 제공하는 밀봉 재료에 의해 함께 본딩되는 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트의 결합이다. 서브-어셈블리의 밀봉 재료 모두는 하나의 인접한 매스(mass)일 수 있다. 서브-어셈브리를 만들기 위하여, 애노드와 캐소드 플레이트들은 몰드에 로딩된다. 액체 밀봉 재료는 몰드에 주입되고 플레이트들의 에지, 및 플레이트들의 외부 면들의 부분들, 및 몰드 사이의 갭을 채운다. 스택에서, 서브-어셈블리들은 이들의 면들 상에서 밀봉 재료를 적어도 부분적으로 오버랩핑하는 MEA들에 의해 분리된다.

Description

연료 전지 서브-어셈블리 및 이를 만드는 방법{FUEL CELL SUB-ASSEMBLY AND METHOD OF MAKING IT}
[0001] 본 출원은 인용에 의해 본원에 포함된 2013년 10월 2일 출원된 미국 가 특허 출원 번호 61/885,652를 우선권 주장한다.
[0002] 본 명세서는 연료 전지들 같은 전기화학 셀들, 및 특히 셀 스택을 만드는데 이용하기 위한 플레이트(plate)들의 서브-어셈블리 및 밀봉들, 및 서브-어셈블리를 만드는 방법들에 관한 것이다.
[0003] 대안적으로 폴리머 전해질 막 연료 전지라 불리는 양자 교환 막(PEM) 연료 전지(PEMFC)는 통상적으로 막 전극 어셈블리(MEA)의 각각의 측과 이의 인접한 플레이트 사이에 통상적으로 가스 확산 층(GDL)을 가진, 막 전극 어셈블리(MEA)에 의해 분리되는 애노드 플레이트 및 캐소드 플레이트를 포함한다. MEA를 향하는 애노드 플레이트 및 캐소드 플레이트의 표면들은 반응물 가스들, 통상적으로 수소 및 공기에 대한 흐름 필드(flow field)를 제공하도록 형상화된다. PEM 연료 전지 스택은 사이에 클램핑된 연료 전지들의 어셈블리 및 스택의 각각의 단부에 있는 단부 플레이트들, 단부 플레이트 절연체 및 전류 컬렉터를 포함한다. 스택에서, 인접한 연료 전지들의 애노드 플레이트 및 캐소드 플레이트는 전기적으로 연결되고 바이폴라에 의해 제공될 수 있다. 바이폴라 플레이트는 단일 구조일 수 있거나 함께 본딩된 애노드 플레이트 및 캐소드 플레이트일 수 있다. 냉각재 흐름 필드들은 인접한 연료 전지들 사이, 연속적인 연료 전지들의 매 쌍 사이 또는 약간 더 작은 간격, 예컨대 매 제 2 내지 제 5 연료 전지 이후 제공될 수 있다. 냉각재 흐름 필드들은 바이폴라 플레이트 내, 인접한 애노드 및 캐소드 플레이트들 사이, 또는 별개의 플레이트 내에 제공될 수 있다. 통상적으로, 또한 플레이트들의 두께를 통하는 다양한 홀들이 있다. 이들 홀들은 집합적으로 개별 연료 전지들에 또는 개별 연료 전지들로부터 반응물들, 반응 산물들, 또는 냉각재를 운송하기 위하여 스택을 통과하는(플레이트들에 수직) 도관들을 정의한다. 밀봉들은 각각의 흐름 필드와 인접한 MEA 사이에 요구된다. 밀봉들은 또한 플레이트들 내의 홀들 둘레에, 그리고 홀들과 이들의 연관된 흐름 필드들 사이에 요구된다. 밀봉들은 또한 냉각재 흐름 필드들 둘레에 요구될 수 있다. 선택적으로, 밀봉들은 또한 연료 전지의 애노드 플레이트 및 캐소드 플레이트, 또는 인접한 바이폴라 플레이트들을 전기적으로 절연할 수 있다. 연료 전지 스택 내의 다수의 밀봉들 및 플레이트들로 인해, 이들 컴포넌트들을 만들고 어셈블링하는 방법들은 개선들을 제공하거나 선택된 제조 기술들 및 재료들에 적합되도록 끊임없이 대안들이 필요하다.
[0004] 미국 특허 6,599,653에서, 애노드 및 캐소드 플레이트들은 흑연을 포함하는 플라스틱 합성물들로 몰딩된다. 애노드 및 캐소드 플레이트들은 연료 전지 유닛이라 불리는 서브-어셈블리로 만들어진다. 각각의 연료 전지 유닛은 또한 애노드 플레이트의 바닥, 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트 사이의 밀봉재 비드(bead), 및 캐소드 플레이트의 상단 상의 밀봉재의 다른 비드 상에 절연 층을 포함한다.
[0005] 애노드 및 캐소드 플레이트는 밀봉재의 비드들을 수용하기 위하여 플레이트들 및 그루브들을 통하여 경화 가능 액체 실리콘의 흐름을 가능하게 하도록 정렬된 게이트들을 가진다. 연료 전지 유닛은 몰드의 플로어(floor) 상에 애노드 플레이트 및 캐소드 플레이트를 배치함으로써 만들어지고 애노드 플레이트는 몰드의 플로어로부터 이격된다. 그 다음, 액체 실리콘은 게이트들을 통하여 애노드 플레이트와 몰드의 플로어 사이의 공간 내로 강요된다. 실리콘이 경화할 때, 절연 층 및 밀봉재의 2개의 비드들은 단일 연속 매스(mass)로서 형성된다. 이 매스는 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트를 함께 본딩하고 본딩된 플레이트들의 대향된 측들 상에 밀봉 및 절연 층을 제공한다.
[0006] 미국 특허 7,210,220은 연료 전지들 및 다른 전기화학 셀들에 대한 밀봉 기술을 설명한다. 밀봉을 제공하기 위하여, 그루브 네트워크는 연료 전지 어셈블리의 다양한 엘리먼트들을 통하여 제공된다. 하나의 연료 전지 어셈블리는 애노드 및 캐소드 플레이트들, 단부 플레이트들 사이에 함께 모두가 클램핑된 몇몇 연료 전지들을 위한 MEA들 및 GDL들, 단부 플레이트 절연체들 및 전류 컬렉터들을 포함한다. 절연 재료는 연료 전지들에 걸쳐 단락들을 방지하기 위하여 각각의 연료 셀의 애노드와 캐소드 플레이트들 사이에 제공된다. 절연은 플레이트의 에지로 연장되는 GDL에 의해, 또는 이들 영역들에서 비전도성으로 만들어지거나 절연체로 커버되는 플레이트들을 사용함으로써, 인접한 MEA의 부분으로서(예컨대 MEA에 본딩된 비전도성 플랜지로서) 제공될 수 있다. 그 다음, 밀봉 재료의 소스는 외부 충전 포트에 연결되고 그루브 네트워크에 주입된다. 밀봉 재료가 경화할 때, 이는 연료 전지 어셈블리 엘리먼트들을 본딩 및 밀봉하는 "적소의 밀봉"을 형성한다. 대안적인 실시예에서, 막 전극 유닛(MEU)은 만들어지고 1 내지 5개의 적소에 밀봉된 연료 전지들을 포함한다. MEU의 외부 면들 중 적어도 하나는 외부 밀봉을 가진다. 이 외부 밀봉은 다른 MEU를 밀봉하도록 적응된다. 통상적으로, MEU의 외부 면은 다른 MEU와 함께 냉각 챔버를 형성하도록 적응된다. 연료 전지 스택은 단부 플레이트들, 단부 플레이트 절연체들 및 전류 컬렉터들을 가진 임의의 수의 MEU들을 어셈블림함으로써 생성된다.
[0007] 다음 요약은 임의의 청구된 발명을 제한하거나 정의하는 것이 아니라 청구된 발명을 따르도록 상세한 설명을 독자에게 도입하도록 의도된다.
[0008] 이 명세서에 설명된 전기화학 스택에 대한 서브-어셈블리는 그 상부 면 및 하부 면 상에 흐름 필드들을 가진 바이폴라 플레이트, 및 바이폴라 플레이트에 본딩된 밀봉 재료를 가진다. 밀봉 재료는 바이폴라 플레이트의 상부 면으로부터, 바이폴라 플레이트의 에지 둘레에, 그리고 플레이트의 하부 면 상으로 연장된다. 바람직하게, 밀봉 재료는 또한 흐름 필드들 중 하나 또는 양쪽의 주변부 둘레에 비드를 형성한다. 바람직하게, 밀봉 재료는 또한 바이폴라 플레이트를 통하는 반응물, 연소 산물, 또는 냉각재 흐름을 위한 하나 또는 그 초과의 홀들 둘레에 비드들을 형성한다.
[0009] 바이폴라 플레이트는 단일 구조일 수 있거나, 바람직하게 함께 본딩되고 내부 냉각재 흐름 필드를 가진 애노드 플레이트 및 캐소드 플레이트의 결합일 수 있다. 이 경우에, 애노드 플레이트 및 캐소드 플레이트는 또한 냉각재 흐름 필드 둘레에 밀봉을 제공하는 밀봉 재료에 의해 함께 본딩될 수 있다. 플레이트들 중 하나 또는 둘 다는, 액체 밀봉 재료가 플레이트들 사이에 주입되게 하기 위하여, 바람직하게 자신의 두께를 통하여, 또는 자신의 에지로부터 안쪽으로 연장되는 하나 또는 그 초과의 게이트들을 가진다. 선택적으로, 서브-어셈블리 내 모든 밀봉 재료는 하나의 인접한 매스일 수 있다.
[0010] 이 명세서에 설명된 서브-어셈블리를 만드는 방법에서, 단일 애노드 플레이트 및 단일 캐소드 플레이트는, 플레이트들 상에서 반응물 흐름 필드들이 서로 등을 지도록, 액체 주입 몰딩 머신의 몰드에 로딩된다. 액체 밀봉 재료, 예컨대 액체 실리콘 고무는 몰드에 주입되고 플레이트들의 에지, 및 플레이트들의 외부 면들의 부분들, 및 몰드 사이의 갭을 채운다. 액체 밀봉 재료는 또한 플레이트들의 다양한 그루브들 또는 게이트들, 또는 둘 다를 통해 흐를 수 있다. 바람직하게, 플레이트들의 에지들 둘레로 연장되는 밀봉 재료, 애노드 및 캐소드 플레이트들을 함께 본딩하는 밀봉 재료, 및 플레이트들 사이의 냉각재 흐름 필드 둘레를 밀봉하는 밀봉 재료는, 플레이트들이 단일 몰드에 있는 동안, 모두 적용된다. 바람직하게, 플레이트들에 적용된 모든 밀봉 재료는 단일 매스로 합쳐진다.
[0011] 이 명세서에 설명된 전기화학 셀 스택, 예컨대 PEM 연료 전지 스택은 상기 설명된 바와 같은 복수의 서브-어셈블리들, 또는 상기 설명된 방법에 의해 만들어진 서브-어셈블리들을 가진다. 스택 내에서, GDL은 하부 서브-어셈블리 상에, 바람직하게 하부 서브-어셈블리의 상부 면 상의 밀봉 재료 내에 위치된다. MEA는 GDL 위에 위치되고 적어도 부분적으로 하부 서브-어셈블리의 상부 면 상의 밀봉 재료와 오버랩핑한다. 제 2 GDL은 MEA 위에, 바람직하게 상부 서브-어셈블리의 하부 면 상의 밀봉 재료 내에 위치된다.
[0012] 도 1은 서브-어셈블리의 일 면의 개략 평면도이다.
[0013] 도 2는 도 1의 서브-어셈블리의 다른 면의 개략 평면도이다.
[0014] 도 3 및 도 6은 도 1 및 도 2의 서브-어셈블리의 부분들의 개략 단면도들이다.
[0015] 도 4 및 도 5는 대안적인 서브-어셈블리들의 부분들의 개략 단면도들이다.
[0016] 도 1 및 도 2는 전기화학 셀, 예컨대 PEM 연료 전지에 대한 서브-어셈블리(10)를 도시한다. 서브-어셈블리(10)는 마주하여 위치된 애노드 플레이트(12) 및 캐소드 플레이트(14)를 가진다. 애노드 플레이트(12)는 도 1에 보여지고 캐소드 플레이트는 도 2에 보여진다. 플레이트들(12, 14)은 도 1 및 도 2에 보여지는 면들(30) 및 도 1 및 도 2에서 면들(30) 가장자리 라인들로서 도시된 에지들(32)을 가진다. 도 1 및 도 2에 보여지는 외부 면들(30) 중 어느 하나는 서브-어셈블리(10)의 배향에 따라 상부 또는 하부 면(30)이라 불릴 수 있다. 플레이트들(12, 14)의 내부 면들(30)은 서로 콘택하고 도 1 및 도 2에 보여지지 않지만 다른 도면들에서 라인들로서 나타난다. 플레이트들(12, 14)은 전도 재료로 만들어진다. 예컨대, 플레이트들(12, 14)은 스테인레스 스틸 또는 바람직하게 흑연과 혼합된 플라스틱 또는 다른 수지의 몰딩된 합성물 같은 금속으로 만들어질 수 있다.
[0017] 서브-어셈블리(10)는 또한 경화된 밀봉 재료(16)의 하나 또는 그 초과의 매스들을 가진다. 밀봉 재료(16)는 액체 실리콘 고무(LSR), US 7,210,220에 설명된 바와 같이 폴리실록산 탄성 중합체 재료, 에틸렌 아크릴 폴리머, 에틸렌 프로필렌 터폴리머, 에폭시 수지 또는 열가소성 탄성체 같은 임의의 적당한 경화 가능 액체를 경화함으로써 만들어질 수 있다. 서브-어셈블리(10)는 가스 확산 층(GDL) 또는 막 전극 어셈블리(MEA)를 포함하지 않고 대신 필수적으로 플레이트들(12, 14) 및 경화된 밀봉 재료(16)로 이루어진다. 바람직하게, 서브-어셈블리(10)는 플레이트들(12, 14) 및 밀봉 재료(16)로만 이루어진다.
[0018] 바람직하게, 플레이트들(12, 14)은 밀봉 재료(16)와 다른 것에 의해 함께 본딩되지 않는다. 선택적으로, 플레이트들(12, 14)은 예컨대 흑연이 혼합된 에폭시 수지에 의해 별도로 함께 본딩되고 플레이트들(12, 14)의 한쪽 또는 양쪽의 내부 면에 적용될 수 있다. 그러나, 이것은 추가 단계, 부가적인 제조 장비 및 공간을 요구하고, 이 모두는 플레이트들(12, 14)을 본딩하기 위해 밀봉 재료(16)를 사용함으로써 회피될 수 있다.
[0019] 플레이트들(12, 14)의 하나 또는 둘 다, 예컨대 애노드 플레이트(12)는 바람직하게 플레이트들(12, 14) 사이에 냉각재 흐름 필드(18)를 정의한다. 애노드 플레이트(12)의 외부 면은 또한 애노드 흐름 필드(20)를 정의하고 캐소드 플레이트(14)의 외부 면은 캐소드 흐름 필드(22)를 정의한다. 흐름 필드들(18, 20, 22)은 통상적으로 도 1 및 도 2에 도시된 것보다 더 복잡하다.
[0020] 플레이트들(12, 14)을 통하여 정렬된 개구들(24)은 도관들의 부분들을 정의한다. 개구들(24)은 도시된 바와 같이 플레이트들(12, 14)의 단부들에 모여질 수 있거나, 상이한 위치들에 제공될 수 있다. 도시된 서브-어셈블리(10)에서, 하나의 개구(24a)는 반응물, 통상적으로 공기를 캐소드 흐름 필드(22)에 공급하고 그 다음 과도한 공기, 또는 질소, 및 물을 제거하기 위하여 제공된 제 2 개구(24b)에 제공된다. 제 3 개구(24c)는 다른 반응물, 예컨대 수소를 애노드 흐름 필드(20)에 입력하도록 제공되고 그 다음 과도한 수소를 제거하기 위한 제 4 개구(24d)에 제공된다. 제 5 개구(24e)는 냉각재, 예컨대 물 또는 부동제(anti-freezing agent)와 혼합된 물을 냉각재 흐름 필드(18)에 공급하고 그 다음 제 6 개구(24f)를 통하여 밖으로 나가도록 제공된다. 선택적으로, 더 많거나 더 적은 개구들(24)이 사용될 수 있다. 예컨대, 공기 냉각 셀 스택에서, 냉각재 흐름 필드(18)는 플레이트들(12, 14)의 2개의 대향된 측들에서 개방되고 냉각재 흐름을 위한 개구들(24)은 요구되지 않는다.
[0021] 플레이트들(12, 14)은 내부 냉각재 흐름 필드(18)를 바이폴라 플레이트에 제공한다. PEM 연료 전지 스택을 생성하기 위하여, 둘 또는 그 초과의 서브-어셈블리들(10)이 함께 스택된다. 가스 확산 층(GDL), 막 전극 어셈블리(MEA) 및 제 2 GDL은 연속적 서브-어셈블리들(10) 사이에 배치된다. 가스 확산 층들은 일반적으로 애노드 흐름 필드(20) 및 캐소드 흐름 필드(22)를 가로질러 연장되지만, 바람직하게 플레이트들(12, 14)의 면들(30) 상의 밀봉 재료(16) 내에서 종료한다. MEA는 애노드 흐름 필드(20) 및 캐소드 흐름 필드(22)를 가로질러 연장되고, 적어도 플레이트들(12, 14)의 면들(30) 상의 밀봉 재료(16)와 오버랩핑한다. 선택적으로, MEA는 또한 반응물 흐름 필드들(20, 22)로부터 연장되고 반응물 도관들을 정의하는 하나 또는 그 초과의 개구들(24)을 둘러싸는 밀봉 재료와 오버랩핑한다. 이런 방식으로, 반응물들은 MEA의 대향 측들 상에서 밀봉된다. 개구들(24)과 흐름 필드들(18, 20, 22) 사이의 플레이트들(12, 14) 내 통로들(34)은 도 1 및 도 2에서 간략화된 형태로 도시되지만 또한 기술 분야에서 알려진 다른 구성들로 제공될 수 있다. 예컨대, 도 1 및 도 2는, 반응물들에 대한 통로들(34)이 플레이트들의 내부 면들(30) 상에 제공되는 "후면 측 피드(feed)" 구성을 도시하는 반면, 통로들(34)은 대안적으로 플레이트들(12, 14)의 외부 면들(30)에 위치될 수 있다.
[0022] 밀봉 재료(16)는 액체 형태로 플레이트들(12, 14)에 적용되고 그 다음 플레이트들(12, 14) 상에서, 그리고 바람직하게 사이에서 경화된다. 플레이트들(12, 14)은 플레이트들(12, 14)의 외부 면들(30) 및 에지들(32) 상에 밀봉 재료(16)의 외부 표면들을 정의하기 위하여 리세스들을 가진 몰드에 배치된다. 이 몰드는 액체 주입 몰딩(LIM) 프레스(press) 또는 다른 적당한 몰딩 머신에 배치된다. 그 다음, 액체 밀봉 재료, 바람직하게 액체 실리콘 고무는 몰드에 주입되어 경화된다. 통기(vent)들은, 밀봉 재료(16)가 몰드에 주입될 때 공기가 탈출하게 하도록 몰드 또는 플레이트들(12, 14)에 제공된다. 몰드 주입 포인트들 및 통기들의 사이즈, 수 및 위치는 사출 성형의 기술 분야에서 알려진 방법들에 의해 결정될 수 있다. 주입된 액체 밀봉 재료(16)는 바람직하게 요구된 몰드에 주입 포인트들의 수를 감소시키고 또한 플레이트들(12, 14)의 두께를 통한 사출 성형 게이트들에 대한 필요를 감소시키거나, 또는 선택적으로 제거할 수 있는 주입 몰드에서 플레이트들의 주변부 둘레를 빠르게 흐른다.
[0023] 합성 몰딩된 플레이트들(12, 14)을 사용할 때, 일부 물(또는 다른 냉각재 유체)은 냉각재 흐름 필드(18)로부터 플레이트들(12, 14) 자체들을 통하여 확산할 수 있다. 반응물 흐름 필드들(20, 22)로 확산하는 물(또는 증기)은 반응물들 또는 반응 산물들의 흐름들에 의해 멀리 운반되고 통상적으로 피해를 유발하지 않는다. 그러나, 일부 물은 또한 플레이트들(12, 14)의 에지들에 나타날 수 있다. 이 물은 인접한 연료 전지들 사이의 단락 또는 스택 둘레의 플랜트 엘리먼트들의 밸런스에 간섭 같은 문제들을 유발할 수 있다. 이런 이유 때문에, 밀봉 재료(16)는 바람직하게 플레이트들(12, 14)의 에지들(32)을 감싸는 에지 밀봉 부분(26)을 포함한다. 에지 밀봉 부분(26)은 또한 플레이트들(12, 14)의 에지들(32)을 전기적으로 절연하고, 이는 심지어 금속 플레이트들(12, 14)에도 유용하다. 에지 밀봉 부분(26)은 바람직하게 플레이트들(12, 14)의 전체 주변부 둘레에 인접한다. MEA들은 바람직하게 플레이트들의 에지들(32)로 연장되지 않는다. 이런 방식으로, 전체 스택의 측부는, 스택의 외부를 터칭하는 고체 전도체가 단락을 유발할 것 같지 않다는 점에서, 실제로 절연된다.
[0024] 밀봉 재료(16)는 바람직하게 다양한 비드 부분들(28)을 제공한다. 비드 부분들(28)은 MEA의 어느 한 측 상에서 반응물들을 밀봉하고 또한 스택에서 인접한 서브-어셈블리들(10)의 개구들(24) 사이의 밀봉을 도울 수 있다. 비드 부분들(28)의 형상은, 스택이 함께 클램핑될 때 MEA에 대해 충분한 압력을 생성하도록 선택된다. 바람직하게, 비드 부분들은 플레이트들(12, 14) 내 그루브들(42) 위에 위치된다. 비드 부분들(28)은 반응물 흐름 필드들(20, 22)의 주변부들 둘레에 있는 플레이트들(12, 14)의 한 측 또는 양 측들 상에 제공될 수 있다. 바람직하게, 밀봉 재료(16)의 에지 밀봉 부분(26)은 밀봉 재료의 하나의 연속적인 매스를 형성하기 위하여 서브-어셈블리(10)의 하나의 외부 면(30) 상의 비드 부분(28)으로부터 서브-어셈블리(10)의 다른 외부 면(30) 상의 비드 부분(28)으로 연장된다. 비드 부분들(28)은 플레이트(12, 14)의 외부 면 상의 에지 밀봉 부분(26)의 인접한 부분들보다 더 두껍게 만들어진다. 이것은 비드 부분들(28)에 충분한 압축을 제공하기 위하여 요구될 총 힘을 쓸데없이 증가시키는 것을 회피시킨다. 이는 또한, 플레이트들(12, 14)의 에지들(32) 근처에 위치된 비드 부분들(28)과 개구들(24)에 의해 에지들(32)로부터 변위된 비드 부분들(28) 사이 같이 밀봉 재료(16)의 변형이 변함없게 허용하는 것을 돕는다. 선택적으로, 부가적인 비드 부분들(28)은 스택의 측들로부터 MEA의 에지들을 더 잘 절연하기 위하여, MEA에 의해 오버랩핑될 영역을 넘어, 플레이트들(12, 14)의 에지들(32) 근처 또는 에지들(32)에 위치될 수 있다.
[0025] 도 3은 대안적인 서브-어셈블리(10a)의 일부를 단면으로 도시한다. 서브-어셈블리(10a)의 이 부분에는 개구(24)가 없고 냉각재 흐름 필드(18)는 플레이트들(12, 14)의 에지(32) 근처로 연장된다. 플레이트들(12, 14)의 두께는 도 3(및 도 4 내지 도 6)에서 과장되고 각각 약 1 mm일 수 있다.
[0026] 플레이트들(12, 14)의 에지들(32)이 도 1 및 도 2에서처럼 단일 평면을 형성하는 것이 가능하지만, 결과적인 에지 밀봉 부분(26)은 단독으로 내부 냉각재 필드(18) 둘레에 적당한 밀봉을 제공하지 않을 수 있다. 도 3에서, 플레이트들(12, 14)의 에지들(32)은 플레이트들(12, 14)의 내부 면들(30) 근처에 부가적인 밀봉 재료(16)를 제공하기 위하여 스텝(40)을 가진다. 바람직하게, 스텝(40)은 플레이트들(12, 14)의 전체 주변부 둘레에 제공된다. 선택적으로, 스텝(40)은 애노드 플레이트(12)에만 또는 캐소드 플레이트(14)에만 제공될 수 있다. 대안적으로, 스텝(40)은 일반적으로 도시된 직사각형 노치(notch)와 다른 프로파일을 가질 수 있다.
[0027] 도 4는 다른 대안적인 서브-어셈블리(10b)의 일부를 단면도로 도시한다. 이 경우에, 키(key)(44)는 애노드 플레이트(12)에 제공된다. 선택적으로, 키(44)는 캐소드 플레이트(14)에 제공될 수 있거나 키들(44)은 양쪽 플레이트들(12, 14)에 제공될 수 있다. 키(44)는 다시 플레이트들(12, 14)의 내부 면들 근처에 부가적인 밀봉 재료를 제공한다. 게다가, 키(44)는 플레이트들의 에지들(32)에 밀봉 재료(16)의 에지 밀봉 부분(26)을 기계적으로 잠근다. 이런 목적을 위하여, 키(44)는 바람직하게 플레이트들(12, 14)의 전체 주변 둘레에 제공된다. 키(44)는 도시된 프로파일 이외의 프로파일을 가질 수 있다.
[0028] 도 5는 다른 대안적인 서브-어셈블리(10c)의 일부를 단면으로 도시한다. 이 경우에, 그루브(42)는 애노드 플레이트(12)의 내부 면(30) 상에 위치된다. 선택적으로, 그루브(42)는 캐소드 플레이트(12)의 내부 면(30), 또는 양쪽 플레이트들(12, 14)의 내부 면들(30) 상에 위치될 수 있다. 그루브(42)는 동일한 플레이트(12, 14)의 외부 면(30) 상의 그루브(42) 바로 아래, 또는 상기 그루브(42)와 오버랩핑하여 위치될 수 있다. 그러나, 플레이트(12, 14)의 내부 면(30) 상의 그루브(42)가 플레이트(12, 14)에 매우 얇은 섹션을 가지는 것을 회피하기 위하여 동일한 플레이트(12, 14)의 외부 표면(30) 상의 그루브(42)의 내부(에지(32)로부터 멀어지는 방향) 또는 외부(에지(32)쪽 방향)에 위치되는 것이 바람직하다. 액체 밀봉 재료(16)는 하나 또는 그 초과의 게이트들(46)을 통하여 플레이트(12, 14)의 내부 면(30) 상의 그루브(42)에 공급될 수 있다. 게이트들(46)은 예컨대 플레이트(12, 14)의 두께를 통하여 지날 수 있다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 게이트들(46)은 플레이트(12, 14)의 내부 면(30)에 몰딩되고 플레이트(12, 14)의 에지(32)와 연속되는 채널들의 형태로 제공될 수 있다.
[0029] 도 6은 도 3의 대안적인 서브-어셈블리(10a)의 다른 부분을 단면으로 도시한다. 서브-어셈블리(10a)의 이 부분에는 플레이트들(12, 14)의 냉각재 흐름 필드(18)와 에지들(32) 사이에 개구(24)가 있다. 밀봉 재료(16)는 바람직하게 그루브들(42) 위에 위치된 비드화된 섹션들(28)에 의해 플레이트들(12, 14)의 외부 면들(30) 상의 개구(24)를 둘러싼다. 밀봉 재료(16)는 또한 하나의 플레이트들(12, 14), 또는 선택적으로 양쪽 플레이트들(12, 14)의 내부 면(30)의 개구(24)를 둘러싼다. 개구(24)를 둘러싸도록 요구된 내부 밀봉 재료(16)는 플레이트(12, 14)의 에지(32)로부터 플레이트(12, 14)의 내부 면(30)에 형성된 그루브들(42) 또는 게이트들(46)을 통하여 안쪽으로 흐른다.
[0030] 대안적으로 또는 부가적으로, 개구(24)를 둘러싸도록 요구된 밀봉 재료(16)는 또한 플레이트(12, 14)의 두께에 걸쳐 하나 또는 그 초과의 게이트들(46)을 통해 제공될 수 있다. 밀봉 재료(16)는 유사한 방식으로 도 1, 도 2, 도 4 또는 도 5의 서브-어셈블리들(10)의 개구(24) 둘레에 제공될 수 있다.
[0031] 추가 대안적인 구조들에서, 냉각재 흐름 필드는 캐소드 플레이트(14) 또는 애노드 플레이트(12)의 부분으로서보다 별개의 플레이트에 제공될 수 있다. 냉각재 필드 플레이트는 플레이트의 개구(24)에 또는 외부 냉각재 자켓(jacket)에 또는 대기에 연결될 수 있다. 이 경우, 스택의 서브-어셈블리들(10) 중 일부는 상기 설명된 바와 같이 만들어지지만 냉각재 필드 플레이트를 생략함으로써 냉각재 필드(18) 없이 만들어질 수 있다. 냉각재 필드(18)를 가진 서브-어셈블리들(10)에서, 냉각재 필드 플레이트는 몰드 내 캐소드 플레이트(14)와 애노드 플레이트(12) 사이에 배치되고 밀봉 재료(16)는 상기 설명된 바와 같이 모두 3개의 플레이트들의 에지들(32) 둘레에 주입된다. 냉각재 필드 플레이트는 에지 밀봉 부분(26) 단독에 의해 또는 도 3 내지 도 6의 임의의 도면에서 캐소드 플레이트(14)와 애노드 플레이트(12) 사이의 밀봉들에 대해 도시된 바와 같이 캐소드 플레이트(14) 및 애노드 플레이트(12)의 어느 하나에, 또는 둘 다에 대해 밀봉될 수 있다.
[0032] 밀봉 재료(16) 둘 다는 스택에서 그리고 스택의 별개의 인접한 서브-어셈블리들(10)에서 압축될 때 MEA에 대해 밀봉한다. 많은 개별 서브-어셈블리들이 만들어져야 하지만, 비드 부분들(28)은 스택을 형성하는 동안 GDL들 및 MEA들의 위치를 결정하는 것을 돕는다. 적소에 밀봉을 사용할 때 연료 전지들을 단락시키는 것을 회피하기 위하여 미국 특허 7,210,220에 설명된 다양한 방법들은 요구되지 않는다. 스택은 디스어셈블리될 수 있고 MEA들은, 스택이 결함이 있는지를 시험하였다. 또한, 플레이트들(12, 14)의 에지들은 부가적인 단계들을 요구함이 없이 냉각재 누설에 대해 밀봉된다. 이런 방식으로, 서브-어셈블리들(10)은 적어도 적소 밀봉 방법에 대한 유용한 대안을 제공한다. 상기 논의된 바와 같이, 일부 경우들에서 플레이트들(12, 14)의 두께를 통한 게이트들은 감소되거나 제거될 수 있다.
[0033] 서브-어셈블리(10)가 PEM 연료 전지에 사용하기 위하여 상기 설명되었지만, 상기 설명된 바와 같은 서브-어셈블리(10)는 또한 다른 타입의 연료 전지들, PEM 또는 다른 타입의 전해조, 또는 일반적으로 전해 전지들에 사용될 수 있다. 서브-어셈블리(10), 및 이를 만드는 방법은 또한, 다음 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 범위 내에서 다양한 방식들로 수정될 수 있다.

Claims (18)

  1. 전기화학 스택(stack)에 대한 서브-어셈블리(sub-assembly)로서,
    a) 상부 면 및 하부 면, 및 상기 상부 면 및 상기 하부 면 사이에 에지(edge)를 가진 바이폴라 플레이트(bipolar plate) ― 상기 상부 면 및 하부 면 둘 다는 흐름 필드(flow field)들을 포함함 ―; 및
    b) 상기 바이폴라 플레이트에 본딩되고 상기 바이폴라 플레이트의 상기 상부 면으로부터, 상기 바이폴라 플레이트의 에지 둘레로, 그리고 상기 플레이트의 상기 하부 면 상으로 연장되는 밀봉 재료
    를 포함하고,
    상기 바이폴라 플레이트는 상기 밀봉 재료에 의해 함께 본딩된 애노드 플레이트 및 캐소드 플레이트 및 상기 애노드 플레이트와 상기 캐소드 플레이트 사이의 냉각재 흐름 필드를 포함하고,
    상기 밀봉 재료는 상기 냉각재 흐름 필드 주위의 밀봉을 형성하기 위해 상기 애노드 플레이트와 상기 캐소드 플레이트 사이로 추가로 연장되고,
    상기 애노드 플레이트 또는 상기 캐소드 플레이트 중 적어도 하나는 플레이트의 내부 면에서 상기 에지로부터 안쪽으로 연장되는 주변 스텝(step) 또는 플레이트의 내부 면에서 상기 에지로부터 안쪽으로 연장되는 주변 키(key)를 가지며, 상기 스텝 또는 상기 키는 플레이트의 주변부 둘레로 연장되고 상기 밀봉 재료로 채워지는,
    서브-어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉 재료는 또한 상기 흐름 필드들의 한쪽 또는 양쪽의 주변부 둘레에 비드(bead)를 형성하는,
    서브-어셈블리.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 밀봉 재료는 또한 상기 바이폴라 플레이트를 통한 반응물, 연소 생성물, 또는 냉각재 흐름을 위한 하나 또는 그 초과의 홀들 둘레에 하나 또는 그 초과의 비드들을 형성하는,
    서브-어셈블리.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 바이폴라 플레이트의 에지에 스텝 또는 키를 갖는,
    서브-어셈블리.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 밀봉 재료는 하나의 인접한 매스(mass)인,
    서브-어셈블리.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 애노드 플레이트 또는 상기 캐소드 플레이트 중 적어도 하나는 플레이트들 중 적어도 하나의 플레이트의 내부 면을 따라 상기 에지로부터 안쪽으로 연장되는 주변 스텝을 가지며, 상기 스텝은 밀봉 재료로 채워지는,
    서브-어셈블리.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 애노드 플레이트 또는 상기 캐소드 플레이트 중 적어도 하나는 플레이트들 중 적어도 하나의 플레이트의 내부 면을 따라 상기 에지로부터 안쪽으로 연장되는 주변 키를 가지며, 상기 키는 밀봉 재료로 채워지는,
    서브-어셈블리.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 애노드 플레이트 또는 캐소드 플레이트 중 적어도 하나는, 플레이트들 중 적어도 하나의 플레이트의 내부 면을 따라 상기 에지로부터 플레이트들 중 적어도 하나의 플레이트의 내부 면의 그루브(groove)까지 안쪽으로 연장되는 게이트(gate)를 가지며, 상기 게이트 및 상기 그루브는 밀봉 재료로 채워지는,
    서브-어셈블리.
  9. 서브-어셈블리를 만드는 방법으로서,
    a) 플레이트들 상의 반응물 흐름 필드들이 서로 등을 지도록 단일 애노드 플레이트 및 단일 캐소드 플레이트를 몰드(mold)에 로딩(loading)하는 단계 ― 상기 애노드 플레이트 또는 캐소드 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트의 내부 면은 플레이트의 내부 면에서 에지로부터 안쪽으로 연장되는 주변 스텝 또는 플레이트의 내부 면에서 상기 에지로부터 안쪽으로 연장되는 주변 키를 가지며, 상기 스텝 또는 상기 키는 플레이트의 주변부 둘레로 연장됨 ―;
    b) 액체 밀봉 재료를 상기 몰드에 주입하는 단계
    를 포함하고,
    상기 액체 밀봉 재료는 상기 스텝 또는 상기 키를 포함하여 상기 플레이트들의 에지 사이의 갭, 및 상기 플레이트들의 외부 면들의 부분들, 및 상기 몰드를 채우는,
    방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액체 밀봉 재료는 또한 상기 플레이트들 중 적어도 하나의 플레이트의 내부 면 상의 냉각재 흐름 필드에 대한 하나 또는 그 초과의 그루브들 안으로 흐르는,
    방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 액체 밀봉 재료는 또한 상기 플레이트들 중 적어도 하나의 플레이트의 에지로부터 안쪽으로 연장되는 하나 또는 그 초과의 그루브들 또는 게이트들을 통하여 흐르는,
    방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 액체 밀봉 재료는 액체 실리콘 고무를 포함하는,
    방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 갭은 상기 애노드 플레이트 또는 상기 캐소드 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트의 주변부 둘레로 연장되는 스텝에 의하여 형성되는,
    방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 갭은 상기 애노드 플레이트 또는 상기 캐소드 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트의 주변부 둘레로 연장되는 키에 의하여 형성되는,
    방법.
  15. 제 1 항의 복수의 서브-어셈블리들 또는 제 9 항의 방법에 의하여 만들어지는 서브-어셈블리들을 가지는 전기화학 스택.
  16. 제 15 항에 있어서,
    하부 서브-어셈블리의 상부 면상의 밀봉 재료 및 상부 서브-어셈블리의 하부 면상의 상기 밀봉 재료와 적어도 부분적으로 오버랩핑(overlap)하는 막 전극 어셈블리를 더 포함하는,
    전기화학 스택.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 하부 서브-어셈블리의 상부 면과 상기 막 전극 어셈블리 사이 및 상기 하부 서브-어셈블리의 상기 상부 면상의 밀봉 재료 내에 위치된 가스 확산 층을 더 포함하는,
    전기화학 스택.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 상부 서브-어셈블리의 상기 하부 면과 상기 막 전극 어셈블리 사이 및 상기 상부 서브-어셈블리의 상기 하부 면 상의 밀봉 재료 내에 위치된 제 2 가스 확산 층을 더 포함하는,
    전기화학 스택.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6547731B2 (ja) * 2016-12-13 2019-07-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
CN109904485B (zh) * 2017-12-07 2022-01-04 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池导水双极板的密封方法
CN108598522B (zh) * 2018-04-28 2023-01-31 上海治臻新能源股份有限公司 一种增强燃料电池电堆稳定性的密封结构
CN110380077B (zh) * 2019-07-26 2021-10-01 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司 一种组合式流道燃料电池双极板
CN112531181B (zh) * 2019-09-18 2022-06-03 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种高分子材料基双极板、及包含其的单电池和电堆
DE102019216545A1 (de) * 2019-10-28 2021-04-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs
EP3828974A1 (en) * 2019-11-29 2021-06-02 AVL List GmbH Unit cell assembly for fuel cell stacks and method for making
CN115332558B (zh) * 2022-10-11 2022-12-27 上海治臻新能源股份有限公司 一种燃料电池

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060093882A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Sgl Carbon Ag Cooling plate module with integral sealing element for a fuel cell stack

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2285411B (en) 1993-12-22 1997-07-16 Kimberly Clark Co Process of manufacturing a water-based adhesive bonded, solvent resistant protective laminate
DE19908555A1 (de) * 1999-02-27 2000-09-28 Freudenberg Carl Fa Dichtungsanordnung für großflächige dünne Teile
US6824874B1 (en) 2000-08-23 2004-11-30 Dana Corporation Insulator and seal for fuel cell assemblies
US7432007B2 (en) 2001-05-15 2008-10-07 Dana Automotive Systems Group Llc Molded fuel cell plates with seals
US6599653B1 (en) * 2001-05-15 2003-07-29 Dana Corporation Molded fuel cell plates with seals
US6852439B2 (en) 2001-05-15 2005-02-08 Hydrogenics Corporation Apparatus for and method of forming seals in fuel cells and fuel cell stacks
DE10160905B4 (de) * 2001-12-12 2007-07-19 Carl Freudenberg Kg Dichtungsanordnung für Brennstoffzellen, Verfahren zur Herstellung und Verwendung einer solchen Dichtungsanordnung
US6716550B1 (en) * 2002-12-20 2004-04-06 Ballard Power Systems Inc. Sealing membrane electrode assemblies for electrochemical fuel cells
US7655339B1 (en) 2003-06-06 2010-02-02 Dana Automotive Systems Group, Llc Molded fuel cell plates with seals
JP4678123B2 (ja) 2003-09-02 2011-04-27 Ｎｏｋ株式会社 ガスケット
US7344798B2 (en) 2003-11-07 2008-03-18 General Motors Corporation Low contact resistance bonding method for bipolar plates in a pem fuel cell
US7687175B2 (en) * 2004-05-03 2010-03-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Hybrid bipolar plate assembly and devices incorporating same
JP2006228590A (ja) 2005-02-18 2006-08-31 Nok Corp 燃料電池用シール構造体
DE102005062643A1 (de) 2005-12-23 2007-07-05 Carl Freudenberg Kg Dichtungsanordnung für flächige Bauteile und Verfahren zu deren Herstellung
ES2660139T3 (es) 2006-01-17 2018-03-21 Henkel IP & Holding GmbH Sellantes curables por UV para celdas de combustible y celdas de combustible formadas con los mismos
US20080050639A1 (en) * 2006-08-23 2008-02-28 Michael Medina Bipolar flow field plate assembly and method of making the same
KR101588074B1 (ko) * 2009-03-02 2016-01-22 발라드 파워 시스템즈 인크. 연료 전지들 사이의 상대 운동을 제한하기 위한 연료 전지 시스템 및 관련 장치
GB2500383A (en) * 2012-03-19 2013-09-25 Intelligent Energy Ltd Fuel cell fluid distribution

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060093882A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Sgl Carbon Ag Cooling plate module with integral sealing element for a fuel cell stack

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