<title lang="zh">可撓密封結構</title><title lang="en">FLEXIBLE SEALING STRUCTURE</title><technical-field><p>本發明是有關於一種密封結構,且特別是有關於一種可撓密封結構。</p></technical-field><background-art><p>燃料電池是氫燃料氣體和氧化劑氣體以電化學疊構進行反應以產生電流的裝置。燃料電池中的電解質膜為核心元件,可用於提供高的質子或離子傳導、阻絕電子及阻隔兩端氣體燃料穿越。燃料電池中的密封件則用於輔助單元電池的機械性、阻絕電子及阻隔兩端氣體燃料穿越。</p><p>詳細而言,燃料電池中的高分子型質子膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)採用五層膜電極組件(5-layer membrane electrode assembly,MEA5),MEA5包括設置在兩個電極之間的高分子型電解質膜以及位於電解質膜兩側的陽極催化劑層和陰極催化劑層,電解質膜例如是由聚苯並咪唑(polybenzimidazole,PBI)組成,催化劑層中的催化劑例如是由合金、碳上鎳、鈀或鉑金屬催化劑及其混合體組成。為了機械支撐、電流收集或反應物分佈,陽極催化劑層和陰極催化劑層通常會與陽極氣體擴散層和陰極氣體擴散層(例如,多孔導電片狀材料)相鄰配置,其中催化劑層與氣體擴散層二者合稱為氣體擴散電極(gas diffusion electrode,GDE)。</p><p>在燃料電池的製程中,膜電極組件的電解質膜需先含浸於酸性或鹼性電解質液以形成一種含有液體的電解質膜,而為了增加燃料電池的功率密度,必須減小單元電池各層結構的厚度,但厚度的減小卻產生了其他限制和問題。舉例來說,膜電極組件的密封件膠材在高溫且長時間下的使用容易裂化、氣體擴散電極和電解質膜與密封件之間的滑移或分離、密封件韌性或機械抗壓性不足等,皆可能導致氣體或電解質液的滲漏,甚至造成電池漏電流或斷裂等問題,而導致電池性能及耐久性下降。也就是說,為確保電池的有效運作,燃料電池內的膜電極組件、流場板和密封件密封性至關重要。因此,如何改善燃料電池的密封性是目前此領域技術人員所欲解決的問題之一。</p></background-art><disclosure><p>本發明提供一種可撓密封結構,其是由可撓密封件與膜電極組件組成,其中可撓密封件可避免氣體或電解質液的滲漏,故所組成的可撓密封結構具有較佳的電池性能及耐久性。</p><p>本發明的可撓密封結構包括可撓密封件以及膜電極組件。可撓密封件包括第一可撓密封片以及第二可撓密封片,其中可撓密封件中央具有裸空區。膜電極組件位於第一可撓密封片以及第二可撓密封片之間,其中膜電極組件的側面齊平,且膜電極組件具有第一表面以及第二表面,可撓密封件的裸空區暴露膜電極組件的部分第一表面以及部分第二表面。</p><p>在本發明的一實施例中,上述的可撓密封件的裸空區暴露膜電極組件的80%至95%第一表面以及80%至95%第二表面。</p><p>在本發明的一實施例中,上述的兩片可撓密封片黏附於膜電極組件的第一表面邊緣以及第二表面邊緣。</p><p>在本發明的一實施例中,上述的膜電極組件由第一表面至第二表面的方向依序包括第一電極氣體擴散層、第一電極催化劑層、電解質膜層、第二電極催化劑層以及第二電極氣體擴散層。</p><p>在本發明的一實施例中,上述的第一可撓密封片以及第二可撓密封片分別包括高分子層以及熱固性樹脂層,第一可撓密封片的熱固性樹脂層靠近膜電極組件的第一表面設置,且第二可撓密封片的熱固性樹脂層靠近膜電極組件的第二表面設置。</p><p>在本發明的一實施例中,上述的第一可撓密封片以及第二可撓密封片的熱固性樹脂層彼此相對熱黏合。</p><p>在本發明的一實施例中,上述的第一可撓密封片以及第二可撓密封片的熱固性樹脂層的周圍彼此相對熱黏合</p><p>在本發明的一實施例中,上述的第一可撓密封片以及第二可撓密封片的熱固性樹脂層的厚度分別介於25微米至300微米之間。</p><p>在本發明的一實施例中,上述的第一可撓密封片以及第二可撓密封片的高分子層的厚度分別介於5微米至50微米之間。</p><p>在本發明的一實施例中,上述的膜電極組件的厚度介於200微米至1000微米之間。</p><p>基於上述,在本發明的可撓密封結構(電池)中,膜電極組件是以側面齊平方式組裝的結構,其易加工對位,適合量產,這類堆疊方式的膜電極組件經可撓密封件密封後,可有效避免氣體或電解質液的滲漏,故所組成的可撓密封結構具有較佳的電池性能及耐久性。反之,在以非側面齊平方式組裝的結構中,其所需密封片面積範圍增加、對位加工不易且氣體與電解液滲漏等問題較為顯著。</p><p>為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。</p></disclosure><mode-for-invention><p>圖1A是依照本發明的一實施例所繪示的可撓密封片的上視示意圖。圖1B是依照圖1A之A-A’線所繪示的局部剖面示意圖。</p><p>請參照圖1A和圖1B,本實施方式提供一種可撓密封片100包括:高分子層104以及熱固性樹脂層102,其中熱固性樹脂層102設置於高分子層104的表面上。</p><p>在一些實施例中,高分子層104是由耐熱高分子組成。在本實施方式中,耐熱高分子是指玻璃轉換溫度高於200˚C且熱分解溫度高於350˚C的高分子,較佳是指玻璃轉換溫度高於300˚C且熱分解溫度高於450˚C的高分子。舉例來說,高分子層104的材料例如是選自由聚醯亞胺、聚(醯胺醯亞胺)、聚苯並噁唑、聚苯乙烯丁二烯共聚物、聚酯、聚亞苯基碸、聚碸、聚氯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、 聚環烯烴高分子所組成的群組,較佳是聚醯亞胺,但本發明不限於此。在本實施方式中,高分子層104為非透氣層。在一些實施例中,高分子層的厚度例如是介於5微米至50微米之間,較佳是介於15微米至30微米之間,但本發明不限於此。</p><p>在本實施方式中,熱固性樹脂層102中的熱固性樹脂是指熱交聯溫度高於90˚C且熱分解溫度高於250˚C的熱固性聚合物,較佳是指熱交聯溫度高於160˚C且熱分解溫度高於400˚C的熱固性聚合物。在一些實施例中,熱固性樹脂層102例如是由非鹵素接著劑組成。舉例來說,非鹵素接著劑例如包括:(a)100重量份的環氧樹脂、(b)50重量份至100重量份的磷系難燃劑、(c)20重量份至50重量份的增韌劑、(d)0.1重量份至2.0重量份的膦化合物、(e)2重量份至12重量份的二氧化矽以及(f)1重量份至10重量份的離子交換劑。</p><p>在一些實施例中,熱固性樹脂層102中的環氧樹脂的每一分子中例如包括兩個以上的環氧官能基。舉例來說,環氧樹脂例如是選自由酚醛樹脂(phenolic resin)、苯酚A型環氧樹脂、芳香族環氧樹脂以及脂肪族環氧樹脂所組成的群組,但本發明不限於此。</p><p>在一些實施例中,熱固性樹脂層102中的磷系難燃劑可用於提供非鹵素接著劑難燃的特性。在一些實施例中,磷系難燃劑例如是選自由脂肪族磷酸酯、芳香族磷酸酯以及式1所示的芳香族縮合磷酸酯所組成的群組。
<img he="125" wi="420" img-format="jpg" id="i0006" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0001.tif" />式1 其中Ar為芳基(aryl)。舉例來說,脂肪族磷酸酯例如包括三丁基磷酸酯(tributyl phosphate)、三乙基磷酸酯(triethyl phosphate,TEP)。芳香族磷酸酯例如包括三苯基磷酸酯(triphenyl phosphate,TPP)、甲基磷酸二甲酯(dimethyl methyl phosphate,DMMP)、三苯基亞磷酸酯(triphenyl phosphite)、三苯甲基磷酸酯(tricresyl phosphate),但本發明不限於此。值得一提的是,若磷系難燃劑的添加量相對於100重量份的環氧樹脂低於50重量份,所製成的非鹵素接著劑的難燃性不佳;反之,若磷系難燃劑的添加量相對於100重量份的環氧樹脂高於100重量份,非鹵素接著劑的耐熱性降低,且非鹵素接著劑的剝離強度無法符合標準規格。
</p><p>在一些實施例中,熱固性樹脂層102中的增韌劑可用於提供非鹵素接著劑在高溫熟化後所需的高撓曲性,即增韌劑可用於增加非鹵素接著劑的韌性。在一些實施例中,增韌劑例如可包括橡膠或雙環氧化物。更具體來說,增韌劑例如是選自由包括羧基及氰基的橡膠、包括二級胺基及氰基的橡膠、包括環氧基及氰基的橡膠以及雙環氧化物所組成的群組,但本發明不限於此。舉例來說,包括羧基及氰基的橡膠例如是羧基封端之丁腈共聚物(carboxy-terminated butadiene-acrylonitrile,CTBN),其具有如下式2所示的結構式:
<img he="127" wi="283" img-format="jpg" id="i0007" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0002.tif" />式2 其中
<img he="45" wi="31" img-format="jpg" id="i0007" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0003.tif" />代表如下式3所示的結構式(下文中
<img he="45" wi="31" img-format="jpg" id="i0007" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0003.tif" />所指皆相同):
<img he="136" wi="417" img-format="jpg" id="i0007" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0005.tif" />式3 其中X
<sub>1</sub>、X
<sub>2</sub>、y、n為1以上的整數。包括二級胺基及氰基的橡膠例如是胺基封端之丁腈共聚物(amine-terminated butadiene-acrylonitrile,ATBN),其具有如下式4所示的結構式:
<img he="144" wi="449" img-format="jpg" id="i0007" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0006.tif" />式4 包括環氧基及氰基的橡膠例如是環氧基封端之丁腈共聚物(epoxide-terminated butadiene-acrylonitrile,ETBN),其具有如下式5所示的結構式:
<img he="133" wi="463" img-format="jpg" id="i0007" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0007.tif" />式5 雙環氧化物例如是如下式6所示的結構式:
<img he="89" wi="411" img-format="jpg" id="i0007" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0008.tif" />式6 雙環氧化物也可以是丁二醇二縮水甘油醚(butanediol diglycidoylether),其具有如下式7所示的結構式:
<img he="85" wi="349" img-format="jpg" id="i0007" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0009.tif" />式7 雙環氧化物也可以是間苯二酚二縮水甘油醚(diglycidyl resorcinol ether,其具有如下式8所示的結構式:
<img he="146" wi="250" img-format="jpg" id="i0007" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0010.tif" />式8 在本實施方式中,增韌劑可例如是包括上述橡膠或雙環氧化物中的一種或其組合。
</p><p>在一些實施例中,熱固性樹脂層102中的膦化合物可作為非鹵素接著劑的主觸媒。在一些實施例中,膦化合物例如包括三苯基膦(triphenyl phosphine,TPP)、溴化乙烷三苯基膦(ethyl triphenyl phosphine bromide,ETPPB)、碘化乙烷三苯基膦(ethyl triphenyl phosphine iodide,ETPPI)或其組合,其中三苯基膦具有如下式9所示的結構式:
<img he="104" wi="151" img-format="jpg" id="i0008" img-content="drawing" orientation="portrait" inline="no" file="TWI673902B_D0011.tif" />式9 其中三苯基膦化合物可有效地促進反應官能基位在分子鏈末端的環氧樹脂與增韌劑間進行聚合反應。
</p><p>在一些實施例中,熱固性樹脂層102中的二氧化矽可經表面疏水處理。在一具體實施例中,二氧化矽例如是使用六甲基二矽氯烷(hexamethyldisilazane)進行表面疏水處理,經表面疏水處理後的二氧化矽具有親油性,但本發明不限於此。在一些實施例中,二氧化矽的粒徑例如是介於20奈米至300奈米之間。值得一提的是,若二氧化矽未經表面疏水處理或經表面疏水處理的二氧化矽的添加量相對於100重量份的環氧樹脂低於2重量份,所製成的非鹵素接著劑的難燃性不佳;反之,若經表面疏水處理的二氧化矽的添加量相對於100重量份的環氧樹脂高於12重量份,非鹵素接著劑的剝離強度無法達到標準規格。</p><p>在一些實施例中,熱固性樹脂層102中的離子交換劑例如包括陽離子交換劑或陰離子交換劑,舉例來說,陽離子交換劑例如包括Sb
<sub>2</sub>O
<sub>5</sub>‧2H
<sub>2</sub>O,陰離子交換劑例如包括Bi(OH)
<sub>0.7</sub>(NO
<sub>3</sub>)
<sub>0.3</sub>、BiO(OH)
<sub>0.74</sub>(NO
<sub>3</sub>)
<sub>0.15</sub>(HsiO
<sub>3</sub>)
<sub>0.11</sub>、BiO(OH)或其組合,但本發明不限於此。
</p><p>在一些實施例中,熱固性樹脂層102中的非鹵素接著劑所使用的溶劑例如是選自由甲乙酮、丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、甲苯以及二甲苯所組成的群組,但本發明不限於此。值得注意的是,所使用的溶劑對於經表面疏水處理的二氧化矽具有潤濕的效果。</p><p>上述環氧樹脂、磷系難燃劑、增韌劑、膦化合物、二氧化矽以及離子交換劑即作為非鹵素接著劑的主劑。在本實施方式中,非鹵素接著劑的製備方式例如是先進行主劑的製備,即先將主劑中的環氧樹脂、磷系難燃劑、增韌劑、膦化合物、二氧化矽以及離子交換劑完全溶解於溶劑中,待反應完成以形成主劑。接著,於主劑中加入特定比例的硬化劑以及硬化觸媒並混合均勻,以製得非鹵素接著劑。詳細來說,當非鹵素接著劑經塗佈機塗佈於所欲形成的基板(例如,高分子層104)上後,在烘箱乾燥及高溫熟化時,硬化劑能與主劑中的環氧樹脂產生交聯作用(cross-linking),而硬化觸媒可用於提高非鹵素接著劑中的環氧樹脂與硬化劑的交聯速率。上述經高溫熟化後的高分子層104以及熱固性樹脂層102即組成本實施例中的可撓密封片100,後續再根據需求將可撓密封片100的中間裁切出裸空區100A(後面詳述)。在一些實施例中,乾燥溫度例如是介於100˚C至150˚C之間,乾燥時間例如是介於1分鐘至3分鐘之間,但本發明不限於此。</p><p>在一些實施例中,硬化劑例如是選自由氰基胍(cyanoguanidine)、二乙撐基三胺(diethylene triamine)、三乙撐基四胺(diethylene tetraamine)、二氨基二苯基甲烷(diamino diphenyl methane)、二氨基二苯基碸(diamino diphenyl sulfone)、酞酐(phthalic anhydride)、四氫酞酐(tetrahydro phthalic anhydride)、三氟化硼胺錯化物(boron trifluoride amine complex compounds)、多官能基環氧樹脂(multi-functional epoxy)以及酚醛樹脂(phenolic resin)所組成的群組,可視需要從上述選擇一種或其組合使用,但本發明不限於此。在一些實施例中,硬化劑的使用量例如是相對於100重量份的主劑的1重量份至20重量份,但本發明不限於此。</p><p>在一些實施例中,硬化觸媒例如是選自由2-苯基咪唑(2-phenylimidazole)、1-苯基-2-甲基咪唑(1-phenyl-2-methyl imidazole)、2-乙基-4-甲基咪唑(2-ethyl-4-methyl imidazole)、三氟化硼單乙基胺(BF3 monoethylamine)、氟硼化鋅(zinc borofluoride)、氟硼化錫(tin borofluoride)、氟硼化鎳(zickel borofluoride)、六氫吡啶(piperidine,PIP)所組成的群組,可視需要從上述選擇一種或其組合使用,但本發明不限於此。在一些實施例中,硬化觸媒的使用量例如是相對於100重量份的主劑的0.1重量份至2重量份,但本發明不限於此。</p><p>在一些實施例中,熱固性樹脂層102的厚度例如是介於25微米至300微米之間,較佳是介於50微米至200微米之間,但本發明不限於此。在一些實施例中,熱固性樹脂層102的熱交聯溫度例如是高於90˚C,熱分解溫度例如是高於250˚C,但本發明不限於此。</p><p>請參照圖1A和圖1B,在本實施方式中,可撓密封片100的製作方式例如是先在高分子層104的一表面上塗佈上述非鹵素接著劑,經過溫度例如是介於100˚C至140˚C的乾燥製程,以在高分子層104的表面上形成熱固性樹脂層102。接著,於此雙層結構的可撓密封片100的中間處裁切出裸空區100A。在後續製程中,將本實施方式製得的可撓密封片100應用於燃料電池的密封時,裸空區100A可用於提供燃料電池的燃料氣體通過。</p><p>值得一提的是,由於本實施例的非鹵素接著劑中包括二氧化矽、增韌劑以及離子交換劑,故使用上述非鹵素接著劑形成的熱固性樹脂層102,可降低熱固性樹脂層102的透氣率,而能有效防止氣體的洩漏,進而提升耐高溫性、韌性、可撓性以及電絕緣性。更進一步來說,將上述可撓密封片100應用於燃料電池封裝時,在燃料電池的密封封裝壓縮時以及燃料電池長時間的操作下,本實施方式的可撓密封片100具有良好的平整性和氣密性,故可避免燃料電池中的膜電極組(後面詳述)的電解質液滲漏。也就是說,本發明的可撓密封片適用於可撓燃料電池的封裝,較佳適用於磷酸燃料電池以及鹼性燃料電池,更佳適用於磷酸燃料電池,但本發明不限於此。</p><p>圖2是依照本發明的一實施方式所繪示的可撓密封結構的局部剖面示意圖。</p><p>請參照圖2,在本實施方式中,兩片可撓密封片100組成一可撓密封件,其中各可撓密封片100中的熱固性樹脂層102彼此相對熱黏合。在本實施方式中,可撓密封結構300a包括由兩片可撓密封片100組成的可撓密封件以及膜電極組件200a,膜電極組件200a位於兩片可撓密封片100之間。</p><p>詳細來說,膜電極組件200a具有第一表面201a以及第二表面201b,兩片可撓密封片100中央的裸空區100A暴露膜電極組件200a的部分第一表面201a以及部分第二表面201b。在一些實施例中,裸空區100A暴露膜電極組件200a的80%至95%第一表面201a以及80%至95%第二表面201b,但本發明不限於此。</p><p>在一些實施例中,膜電極組件200a由第一表面201a至第二表面201b的方向依序包括第一電極氣體擴散層202a、第一電極催化劑層204a、電解質膜層208a、第二電極催化劑層204b以及第二電極氣體擴散層202b。</p><p>在一些實施例中,膜電極組件200a的電解質膜層208a內需包括磷酸溶液,以作為氫質子傳導的材料。在一具體實施例中,以磷酸溶液作為酸性電解質液的電解質膜層208a的製作方式例如是將電解質膜含浸磷酸電解質液中。舉例來說,可以選擇聚苯並咪唑(PBI)電解質膜置於磷酸溶液中浸泡,浸泡溫度例如是介於60˚C至140˚C之間,浸泡時間例如是介於1小時至14小時之間,總磷酸含浸量約為180重量百分比至300重量百分比之間,即可得到已含磷酸電解質液的電解質膜層208a。在其他實施例中,膜電極組件200a的電解質膜層208a內也可以例如包括氫氧化鉀溶液,以作為氫氧根離子傳導的材料。在一具體實施例中,以氫氧化鉀溶液作為鹼性電解質液的電解質膜層208a的製作方式例如是將電解質膜含浸氫氧化鉀電解質液中。舉例來說,可以選擇PBI電解質膜置於氫氧化鉀溶液中浸泡,浸泡溫度例如是介於60˚C至140˚C之間,浸泡時間例如是介於1小時至14小時之間,總氫氧化鉀含浸量約為180重量百分比至300重量百分比之間,即可得到已含氫氧化鉀電解質液的電解質膜層208a。</p><p>在一些實施例中,第一電極氣體擴散層202a以及第一電極催化劑層204a組成第一氣體擴散電極206a,第二電極氣體擴散層202b以及第二電極催化劑層204b組成第二氣體擴散電極206b。在一具體實施例中,第一氣體擴散電極206a/第二氣體擴散電極206b的製作方式例如是使用碳布或碳紙作為第一電極氣體擴散層202a/第二電極氣體擴散層202b。接著,將市售Pt/C與DMAc溶劑依1:10比例混合製成Pt/C觸媒漿體,以刮塗或噴塗方式塗佈於第一電極氣體擴散層202a/第二電極氣體擴散層202b上,經過溫度140˚C至200˚C烘乾後,即可於第一電極氣體擴散層202a/第二電極氣體擴散層202b上形成第一電極催化劑層204a/第二電極催化劑層204b,其中總Pt的含量例如介於約0.15 mg/cm
<sup>2</sup>至1 mg/cm
<sup>2</sup>之間,但本發明不限於此。至此,即可分別製得第一氣體擴散電極206a以及第二氣體擴散電極206b。
</p><p>接著,將第一氣體擴散電極206a的第一電極催化劑層204a與第二氣體擴散電極206b的第二電極催化劑層204b彼此相對,並於中間放置已含電解質液的電解質膜層208a的方式堆疊,即由上而下依序為第一電極氣體擴散層202a、第一電極催化劑層204a、電解質膜層208a、第二電極催化劑層204b以及第二電極氣體擴散層202b的方式堆疊(如圖2所示)。然後,進行熱壓黏合,以形成五層堆疊的膜電極組件200a。在一些實施例中,熱壓黏合的溫度例如是介於100˚C至200˚C之間,熱壓黏合的壓力例如是介於10 MPa至40 MPa之間,但本發明不限於此。最後,將熱壓黏合的膜電極組件200a裁切成所需的尺寸,例如面積為5.4 x 5.4 cm
<sup>2</sup>或11.4 x 15.4 cm
<sup>2</sup>的尺寸。在一些實施例中,膜電極組件200a的厚度例如是介於200微米至1000微米之間,但本發明不限於此。
</p><p>如圖2所示,在本實施方式中,膜電極組件200a為側面齊平的組裝方式。也就是說,第一氣體擴散電極206a、電解質膜層208a以及第二氣體擴散電極206b的尺寸相同,電解質膜層208a並未突出於第一氣體擴散電極206a或第二氣體擴散電極206b,即膜電極組件200a的側面為平面。</p><p>在本實施方式中,上述第一氣體擴散電極206a、第一電極氣體擴散層202a以及第一電極催化劑層204a可以分別代表氣體擴散陽極、陽極氣體擴散層以及陽極催化劑層,而第二氣體擴散電極206b、第二電極氣體擴散層202b以及第二電極催化劑層204b則分別代表氣體擴散陰極、陰極氣體擴散層以及陰極催化劑層,反之亦然。</p><p>圖3是依照本發明的一實施方式所繪示的可撓密封結構的局部剖面示意圖。</p><p>請參照圖3,在本實施方式中,膜電極組件200b為側面非齊平的組裝方式,即膜電極組件200b的電解質膜層208b突出於第一氣體擴散電極206a以及第二氣體擴散電極206b的側邊,換句話說,膜電極組件200b的側面非平面。舉例來說,在本實施方式中,可將第一氣體擴散電極206a以及第二氣體擴散電極206b裁切成面積例如為5.4 x 5.4 cm
<sup>2</sup>或11.4 x 15.4 cm
<sup>2</sup>的尺寸。接著,於第一氣體擴散電極206a以及第二氣體擴散電極206b中間放置面積例如為6 x 6 cm
<sup>2</sup>或12 x 15 cm
<sup>2</sup>的電解質膜層208b,然後,依照上述實施方式中所述,進行熱壓黏合,以形成如圖3所示的膜電極組件200b。
</p><p>圖4是依照本發明的一實施方式所繪示的可撓密封結構密封後的局部剖面示意圖。</p><p>請參照圖2和圖4,使用兩片可撓密封片100對膜電極組件200a進行密封製程。在本實施方式中,是以膜電極組件200a為側面齊平的組裝方式作說明(如圖2所示),但本發明不限於此。也就是說,在本發明的其他實施方式中,膜電極組件200b也可以是以側面非齊平的組裝方式(如圖3所示)進行密封製程。在本實施方式中,兩片可撓密封片100的中央具有裸空區100A。在一些實施例中,裸空區100A的面積約等於第一氣體擴散電極206a或第二氣體擴散電極206b的表面面積的長度與寬度各扣除2釐米至4釐米,即裸空區100A的面積例如為5 x 5 cm
<sup>2</sup>或11 x 15 cm
<sup>2</sup>,但本發明不限於此。然後,將膜電極組件200a置於兩片可撓密封片100的中央,且兩片可撓密封片100的熱固性樹脂層102彼此相對,使用真空熱壓機進行熱壓密封,其中熱壓密封的真空度例如是大於75 KPa,溫度例如是介於100˚C至200˚C之間,壓力例如是介於10 MPa至40 MPa之間,即可製得如圖4所示的密封後的可撓密封結構10。
</p><p><p><p><p><p>在本實施方式中,可撓密封片100黏附於第一電極氣體擴散層202a以及第二電極氣體擴散層202b的表面邊緣上,部分熱固性樹脂層102的熱固性樹脂102a會滲入第一電極氣體擴散層202a以及第二電極氣體擴散層202b中,兩片可撓密封片100的熱固性樹脂層102的周圍彼此相對熱黏合。在本實施方式中,由於膜電極組件200a的側面齊平,因此可先對膜電極組件200a的側邊進行黏附,再施以熱加壓進行貼合,故可避免液態電解質液滲漏的問題,但本發明不限於此。</p><p>值得一提的是,</p><p>密封後的可撓密封結構10不僅可提供膜電極組件200a撓曲或壓縮時的機械強度及可撓性,以解決封裝時電解質液溢漏的問題,更可將陽極和陰極與周圍環境的燃料氣體分離,避免膜電極組件200a的兩端燃料相互穿越,進而提高電池電功率密度與穩定性。
<b>[</b><b>實驗</b><b>]</b></p><p>下文將參照實驗範例,更具體地描述本發明。雖然描述了以下實驗,但是在不逾越本發明範疇的情況下,可適當地改變所用材料、含量及比率、處理細節以及處理流程等等。因此,不應根據下文所述的實驗對本發明作出限制性地解釋。
<b>實驗</b><b>1</b></p><p>以下,參照表1以及表2來詳細說明本發明可撓密封片中的熱固性樹脂層的特性。</p><p>實例1至實例4以及比較實例的熱固性樹脂層將依照下表1的主劑組成及比例製備:</p><p>表1
<tables><table border="1" bordercolor="#000000" width="85%"><tbody><tr><td> 實例編號 成分(重量份) </td><td> 實例1 </td><td> 實例2 </td><td> 實例3 </td><td> 實例4 </td><td> 比較實例 </td></tr><tr><td> 環氧樹脂 (註1) </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> 磷系難燃劑 (註2) </td><td> 50 </td><td> 100 </td><td> 75 </td><td> 75 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 二氧化矽 (註3) </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 8 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 增韌劑 </td><td> 液態NBR (註4) </td><td> 24 </td><td> 0 </td><td> 24 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 固態NBR (註5) </td><td> 12 </td><td> 0 </td><td> 12 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> NBR衍生物(註6) </td><td> 0 </td><td> 36 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 36 </td></tr><tr><td> 膦化合物 </td><td> TPP (註7) </td><td> 0.2 </td><td> 0.2 </td><td> 0.2 </td><td> 0.2 </td><td> 0.2 </td></tr><tr><td> 離子交換劑 </td><td> Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>.2H<sub>2</sub>O </td><td> 1.5 </td><td> 1.5 </td><td> 1.5 </td><td> 0 </td><td> 1.5 </td></tr><tr><td> Bi(OH)<sub>0.7</sub>(NO3)<sub>0.3</sub></td><td> 1.5 </td><td> 1.5 </td><td> 1.5 </td><td> 0 </td><td> 1.5 </td></tr><tr><td> 溶劑 </td><td> 甲乙酮 </td><td> 187 </td><td> 237 </td><td> 204 </td><td> 100 </td><td> 215 </td></tr><tr><td> 正丙醇 </td><td> 8 </td><td> 8 </td><td> 8 </td><td> 8 </td><td> 8 </td></tr><tr><td> 成品 </td><td> 黏度(cps) </td><td> 300 </td><td> 300 </td><td> 300 </td><td> 300 </td><td> 300 </td></tr><tr><td> 固形份含量(%) </td><td> 50 </td><td> 50 </td><td> 50 </td><td> 50 </td><td> 50 </td></tr><tr><td> pH值 </td><td> 6.8 </td><td> 7.7 </td><td> 6.5 </td><td> 6.6 </td><td> 7.3 </td></tr></tbody></table></tables>註1:長春化工製造,商品名為BE 501。 註2:八大化學工業製造,商品名為PX-200之芳香族縮合磷酸酯。 註3:粒徑小於100奈米,其係以六甲基二矽氯烷進行表面疏水處理,而具有親油性。 註4:液態丙烯腈-丁二烯橡膠,Goodrich Co.製造,商品名為CTBN1300*8。 註5:液態丙烯腈-丁二烯橡膠,南帝化工製造,商品名為Hycar1042。 註6:液態丙烯腈-丁二烯橡膠,Goodrich Co.製造,商品名為ATBN1300*35。 註7:三苯基膦(Triphenyl phosphine)。
</p><p>上述各實例中的反應溫度皆為85°C,反應壓力皆為1 atm,且各實例的主劑製備步驟如下:</p><p>步驟1:將溶劑、磷系難燃劑、二氧化矽混合攪拌1小時,形成混合物1。</p><p>步驟2:將增韌劑加入混合物1中並攪拌2小時,形成混合物2。</p><p>步驟3:將環氧樹脂加入混合物2中並攪拌2小時,形成混合物3。</p><p>步驟4:將膦化合物及離子交換劑加入混合物3中後反應24小時,即可製得本發明所需的主劑以供備用。</p><p>另外,各實例中的硬化劑製備方式為:將12公克的二氨基二苯基碸溶解於18公克的丙酮中,製得總重為30公克的硬化劑以供備用。各實例中的硬化觸媒製備方式為:將0.5公克的三氟化硼溶解於1.5公克的單乙基胺中,製得總重為2.0公克的硬化觸媒以供備用。</p><p>接著,將100重量份的主劑、30重量份的硬化劑(含有約12重量份的二氨基二苯基碸)以及2重量份的硬化觸媒(含有約0.5重量份的三氟化硼單乙基胺)混合,即可製得黏度為200 cps的非鹵素接著劑。</p><p>將上述非鹵素接著劑塗佈於厚度為12微米的塑膠離形膜上,其中塗佈的厚度為50微米,接著以溫度150°C乾燥3分鐘,即可製得一熱固性樹脂層。接著,將兩層上述熱固性樹脂層彼此面對熱壓貼合,其中熱壓貼合的溫度為120°C,熱壓貼合的壓力為10公斤,並撕離兩側塑膠離形膜,所製得堆疊後的熱固性樹脂層厚度為50微米。最後,將堆疊的熱固性樹脂層經170°C高溫熟化12小時,即可得到各實例的熱固性樹脂層,</p><p>接著,針對上述各實例的試片(熱固性樹脂層)進行難燃性、剝離強度、電性、撓曲性與耐溶劑性測試,測試方式如下所述: (1)難燃性測試:依UL94認證之VTM-O試驗。 (2)剝離強度測試:依IPC TM650 2,4,9方法測試,切割寬約1公分的試片,再以拉力機測試其剝離時之強度。 (3)表面阻抗:依IPC TM650 2,5,17方法測試。 (4)體積阻抗:依IPC TM650 2,5,17方法測試。 (5)撓曲性測試:依MIT方法及IPC TM6502,4,3方法測試。 (6)耐環境性測試:將試驗片置於80˚C、100%RH之恆溫恆濕機中1000小時,測試試片之剝離強度。 (7) 氣體滲透率測試:在本測試中,氣體滲透率測試是使用壓差法測試原理。將預先處理好的試片放置在上下測試腔之間並夾緊。首先,對低壓腔(下腔)進行真空處理,然後對整個系統抽真空,當達到規定的真空度後,關閉測試下腔,向高壓腔(上腔)充入一定壓力的試驗氣體,並保證在試片兩側形成一個恆定的壓差,這樣氣體會在壓差梯度的作用下,由高壓側向低壓側滲透,通過對低壓側內壓強的監測處理,從而得出所測試片的各項阻隔性參數。 (8)耐溶劑性:將試片各別置於10.26 M磷酸、1 M氫氧化鈉及1 M氫氧化鉀沸騰溶劑中2小時,再以去離子水清洗後,進行氣體滲透率檢測。</p><p>表2
<tables><table border="1" bordercolor="#000000" width="85%"><tbody><tr><td> 實驗編號 成分(重量份) </td><td> 實例1 </td><td> 實例2 </td><td> 實例3 </td><td> 實例4 </td><td> 比較實例 </td></tr><tr><td> 難燃性 (註8) </td><td> ○ </td><td> ○ </td><td> ○ </td><td> ○ </td><td> Ⅹ </td></tr><tr><td> 剝離強度(kgf) </td><td> >1.2 </td><td> >1.2 </td><td> >1.2 </td><td> >1.2 </td><td> >1.2 </td></tr><tr><td> 電氣特性 </td><td> 表面阻抗(Ω、0.1 mm) </td><td> >10<sup>13</sup></td><td> >10<sup>13</sup></td><td> >10<sup>13</sup></td><td> >10<sup>13</sup></td><td> >10<sup>13</sup></td></tr><tr><td> 體積阻抗(Ω、0.1 mm) </td><td> >10<sup>14</sup></td><td> >10<sup>14</sup></td><td> >10<sup>14</sup></td><td> >10<sup>14</sup></td><td> >10<sup>14</sup></td></tr><tr><td> 可撓曲性 </td><td> 撓曲半徑2 mm </td><td> >1x10<sup>6</sup></td><td> >1x10<sup>6</sup></td><td> >1x10<sup>6</sup></td><td> >3x10<sup>3</sup></td><td> >1x10<sup>6</sup></td></tr><tr><td> 撓曲半徑1 mm </td><td> >1x10<sup>6</sup></td><td> >1x10<sup>6</sup></td><td> >1x10<sup>6</sup></td><td> >3x10<sup>3</sup></td><td> >1x10<sup>6</sup></td></tr><tr><td> 耐高濕性 </td><td> 剝離強度(kgf) </td><td> >1.0 </td><td> >1.0 </td><td> >1.0 </td><td> >1.0 </td><td> >1.0 </td></tr><tr><td> 氣體滲透率 (cm<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>.24h.1atm,25°C) </td><td> >130 </td><td> >130 </td><td> >150 </td><td> >100 </td><td> >300 </td></tr><tr><td> 耐溶劑性 </td><td> 沸騰磷酸(10.26 M)2hr後 氣體滲透率(cm<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>.24h.1atm,25°C) </td><td> >200 </td><td> >200 </td><td> >250 </td><td> >350 </td><td> >450 </td></tr><tr><td> 沸騰氫氧化鈉(1 M) 2hr 氣體滲透率(cm<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>.24h.1atm,25°C) </td><td> >200 </td><td> >200 </td><td> >250 </td><td> >350 </td><td> >450 </td></tr><tr><td> 沸騰氫氧化鉀(1 M)2hr 氣體滲透率(cm<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>.24h.1atm,25°C) </td><td> >200 </td><td> >200 </td><td> >250 </td><td> >350 </td><td> >450 </td></tr></tbody></table></tables>註8:難燃性測試中符號「○」代表通過UL認證之VTM-0測試,符號「Ⅹ」代表無法通過測試。
</p><p>由上述結果可知,本實驗中實例1至實例4的熱固性樹脂層相較於比較實例的熱固性樹脂層皆具有較佳的難燃性、電性、撓曲與耐溶劑性。
<b>實驗</b><b>2</b></p><p>圖5是依照本發明的一比較例所繪示的可撓密封結構的局部剖面示意圖。圖6是依照本發明的一實施方式所繪示的可撓密封結構與流道板組裝後的局部剖面示意圖。圖7是本發明的實施例的可撓密封結構外觀照片。圖8是圖7的局部外觀照片。圖9是本發明的實施例的可撓密封結構的成品局部外觀照片。</p><p>以下,參照表3以及圖2至圖9來詳細說明本發明可撓密封結構的特性。
<b>實施例</b><b>1</b></p><p>在本實施例中,膜電極組件為為側面齊平的組裝方式(如圖2所示)。膜電極組件中的電解質膜層為聚苯並咪唑(PBI)電解質膜,其製備方式為:將PBI電解質膜在60°C下浸置磷酸中1小時,使其總含浸量約介於180重量百分比至220重量百分比之間,即可製得磷酸化PBI電解質膜。膜電極組件中的氣體擴散電極是使用碳布做為陰極氣體擴散層與陽極氣體擴散層,其厚度為370微米。接著,氣體擴散電極中的電極催化劑層是以市售Pt/C觸媒漿體塗佈於陰極氣體擴散層與陽極氣體擴散層上,以160°C烘乾,即可在陰極氣體擴散層與陽極氣體擴散層上分別形成一電極催化劑層,具有電極催化劑層的陰極氣體擴散層在此即為陰極氣體擴散電極,具有電極催化劑層的陽極氣體擴散層在此即為陽極氣體擴散電極,其中總Pt含量約1 mg/cm
<sup>2</sup>。接著,將陰極氣體擴散電極的電極催化劑層與陽極氣體擴散電極的電極催化劑層分別置於磷酸化PBI電解質膜的兩側表面,再進行熱壓製程以形成本實施例的膜電極組件,其中熱壓製程的溫度例如是介於130°C至160°C,壓力例如是介於20 MPa至30 MPa。最後,將製得的膜電極組件裁切成面積為5 x 5 cm
<sup>2</sup>的方形尺寸。
</p><p>在本實施例中,可撓密封件是由兩片可撓密封片組成,可撓密封片的製備方式為:將上述實例3的非鹵素接著劑塗佈在厚度為25微米的聚醯亞胺塑膠膜上,塗佈的厚度為50微米,之後以150°C的溫度乾燥3分鐘,即可製得本實施例的可撓密封片。</p><p>接著,進行膜電極組件的密封製程。在本實施例中,可撓密封片的總面積為9 x 9 cm
<sup>2</sup>,可撓密封片中央區域具有裸空區,裸空區的面積為4.8 x 4.8 cm
<sup>2</sup>,可提供膜電極組件的燃料氣體通過。密封製程的步驟為:將膜電極組件置於兩片可撓密封片中央,其中可撓密封片的熱固性樹脂層分別面向膜電極組件。接著,以真空熱壓機進行熱壓密封黏合,熱壓密封的真空度為75 KPa,熱壓密封的溫度例如是介於140°C至160°C,壓力例如是介於20 MPa至30 MPa。至此,即完成本實施例的可撓密封結構(電池)。
<b>實施例</b><b>2</b></p><p>依照與實施例1相似的製備程序來製備實施例2的可撓密封結構,其差異在於:在實施例2中,可撓密封片的製備方式改為選用上述比較實例的非鹵素接著劑。其他製程皆參照實施例1進行,即可完成本實施例的可撓密封結構(電池)。
<b>比較例</b><b>1</b></p><p>依照與實施例1相似的製備程序來製備比較例1的可撓密封結構,其差異在於:在比較例1,膜電極組件為側面非齊平的組裝方式,即膜電極組件中的電解質膜層突出於陰極氣體擴散電極與陽極氣體擴散電極(如圖3所示)。詳細來說,在本實施例中,陰極氣體擴散電極與陽極氣體擴散電極例如是裁切成面積為5 x 5 cm
<sup>2</sup>的方形尺寸,而磷酸化PBI電解質膜的面積則是裁切成大於氣體擴散電極的面積,例如是面積為6.5 x 6.5 cm
<sup>2</sup>的方形尺寸。因此,在本實施例中的磷酸化PBI電解質膜裸露於陰極氣體擴散電極與陽極氣體擴散電極外圍。在後續的膜電極組件的密封製程中,可撓密封件會黏附於磷酸化PBI電解質膜突出於氣體擴散電極的部分以及氣體擴散電極的周圍表面上。接著,進行與實施例1相同的密封製程,即可完成本比較例的可撓密封結構(電池)。
<b>比較例</b><b>2</b></p><p>依照與比較例1相似的製備程序來製備比較例2的可撓密封結構300c,其差異在於:在比較例2中,可撓密封片100的裸空區100B的面積為大於或等於陰極氣體擴散電極與陽極氣體擴散電極的面積,例如為5.1 x 5.1 cm
<sup>2</sup>,但須小於磷酸化PBI電解質膜的面積。也就是說,在比較例2中,可撓密封片僅會黏附於磷酸化PBI電解質膜突出於氣體擴散電極的部分,並不會黏附於氣體擴散電極的周圍表面上(如圖5所示)。接著,進行與實施例1相同的密封製程,即可完成比較例2的可撓密封結構(電池)。
</p><p>針對上述實施例1、實施例2以及比較例1、比較例2的可撓堆疊結構(電池)進行密封漏氣以及電極電功率測試,測試方式如下所述。
<b>[</b><b>電池與流道板組裝</b><b>]</b></p><p>針對電池性能的檢測,將各實施例的電池與流道板進行組裝,並通入燃料氣體測試電池電性。</p><p>請同時參照圖2、圖4和圖6,一般常見是使用耐高溫橡膠墊圈24支撐流道板20並固定密閉電池的四周,流道板20接觸可撓密封結構10(電池)的電極氣體擴散層,目的是將電子導通,於電極氣體流道22分別通入空氣或氫氣,電極氣體流道22邊緣端對齊可撓密封件的裸空區邊緣,進行壓縮組裝以形成單元電池組。當通入燃料氣體時,可使燃料集中於電極氣體擴散層內以提高電池性能,並可使電解質膜於高溫操作、彎曲與壓縮下不易滲漏電解質液。流道板20例如為可撓性耐高溫橡膠材料組成,且其接觸膜電極組的部分第一表面201a與部分第二表面201b,其中流道板20靠近可撓密封結構10(電池)的表面20a包括鍍金集電層(未示出)。值得一提的是,流道板20、可撓密封結構10(電池)及耐高溫橡膠墊圈24介面間因具有緩衝空間26而具有可撓性。
<b>[</b><b>密封漏氣測試</b><b>]</b></p><p>首先,將電池加熱至160°C,針對膜電極組件進行洩漏測試,並將電池維持在氮氣供應上以進行測試。在本測試中,洩漏測試的壓力為28 psi,測量各實施例的電池洩漏率。另外,針對實施例1的電池進行耐撓性測試,耐撓性測試是將電池經折疊半徑10 mm折疊1000次後,進行電池密封漏氣測試。
<b>[</b><b>電池電功率測試</b><b>]</b></p><p>先將各實施例的電池進行活化,活化步驟如下:(1)在開路電位(OCV)狀態下,陽極端通入氫氣200 c.c./min、陰極端通入空氣500 c.c./min,並將電池升溫至120
<sup>o</sup>C。(2)當電池溫度達120˚C後,負載一定電流200 mA/ cm
<sup>2</sup>,並繼續將電池溫度提升至180˚C。(3)當電池溫度達180˚C後,將反應氣體流率改為當量比1.2(氫氣)和2(空氣)。(4)連續運轉24小時至72 小時,直至電池電壓達穩定狀態。
</p><p>電池經活化後,在溫度介於140°C至180°C的操作條件下,通入氫氣與空氣(劑量比約1:2)。另外,為加速老化測試,氣體流量提高為標準流量的3倍,即測試條件為:氫氣1500 sccm、空氣3000 sccm,操作溫度160°C,定電壓0.6 V。在此條件下,測量各實施例的電池電流值。</p><p>另外,對電池進行長時效測試,將電池於溫度為160°C以上(160°C至180°C)的高溫條件下操作運行至少200小時,在電流值為0.2 A/cm
<sup>2</sup>下測量各實施例的電池電壓的降低幅度。
</p><p>各實施例的可撓堆疊結構(電池)密封漏氣以及電極電功率測試結果如下表3所示。</p><p>表3
<tables><table border="1" bordercolor="#000000" width="85%"><tbody><tr><td> </td><td> 實施例1 </td><td> 實施例2 </td><td> 比較例1 </td><td> 比較例2 </td></tr><tr><td> 膜電極組件組裝 </td><td> 側面齊平 </td><td> 側面齊平 </td><td> 側面非齊平 </td><td> 側面非齊平 </td></tr><tr><td> 折疊半徑10 mm撓折測試 </td><td> 1000次 </td><td> — </td><td> — </td><td> — </td><td> — </td></tr><tr><td> 28 psi壓力下電池空氣洩漏測試 (cc/m) </td><td> 13 </td><td> 12 </td><td> 112 </td><td> 54 </td><td> 162 </td></tr><tr><td> 160°C下開路電壓(V) </td><td> 0.931 </td><td> 0.945 </td><td> 0.7 </td><td> 0.936 </td><td> 0.3 </td></tr><tr><td> 160°C下瞬間最大電功率密度(mW/cm<sup>2</sup>) </td><td> 356 </td><td> 401 </td><td> 135 </td><td> 288 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 160°C下0.6 V電流密度(mA/cm<sup>2</sup>) </td><td> 312 </td><td> 295 </td><td> 88 </td><td> 240 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 160°C下0.2 A/cm<sup>2</sup>長時效測試電壓降幅(%) </td><td> 200小時< 2% </td><td> 200小時< 2% </td><td> 40小時 >30% </td><td> 40小時 >30% </td><td> — </td></tr></tbody></table></tables></p><p>由表3可知,實施例1的電池所測得的電池洩漏率為12 cc/m,且經來回折疊後所測得的電池洩漏率為13 cc/m,也就是說,電池的氣體洩漏率經耐撓性測試後並沒有明顯變化。而在電極電功率的測試中,實施例1的電池經耐撓性測試前、後所測得的電流值分別為295 mA/cm
<sup>2</sup>和312 mA/cm
<sup>2</sup>,而在200小時的長時效測試中,經耐撓性測試前、後所測得的電池電壓的降低幅度基於初始的電壓皆小於2%。也就是說,實施例1的電池的密封性及耐撓性佳。反觀,在比較例1中,電池所測得的電池洩漏率為54 cc/m,在電極電功率的測試中,電池電流值僅為240 mA/cm
<sup>2</sup>,而在長時效測試中,在40小時所測得的電池電壓的降低幅度基於初始的電壓已降低超過30%(自0.64 V降至0.44 V)。也就是說,比較例1的電池有漏氣的現象,其密封性差。在比較例2中,電池所測得的電池洩漏率為162 cc/m,而在操作溫度160˚C下,由於電解質膜破裂導致兩邊氣體相互影響,開路電壓僅0.3 V,無電力輸出。
</p><p>另外,由表3可知,實施例1的電池密封漏氣以及電極電功率測試結果皆優於實施例2的電池。也就是說,本發明的可撓密封件相較於傳統材料構成的密封件,具有較佳的密封性和可撓性。因此,本發明的膜電極組件(側面齊平組裝的結構)搭配本發明的可撓密封件,可達到最佳的密合性。</p><p>另外,如圖7所示,實施例1的可撓密封結構封裝後的成品外觀可彎折,適合滾對滾連續製程製作,也就是說,實施例1的可撓密封件及可撓密封結構具有一定的機械強度,故可保護膜電極組件並避免膜電極組件各層結構分離。如圖8所示,實施例1的可撓密封結構的成品邊緣及轉角,封裝後的成品於密封轉折處平整,且無氣泡或凹凸不平整情形。</p><p>另外,如圖9所示,由於側面非齊平膜電極組件的電解質膜含電解質液,故在上述溫度及壓力下製備電池,電解質液容易滲漏。因此,在使用可撓密封件密封後,在膜電池組件的轉折處或邊緣處容易產生氣泡或無法密合的皺褶縫隙,進而容易造成可撓密封件表面不平整,甚至降低密合性。</p><p>綜上所述,在本發明的可撓密封結構(電池)中,膜電極組件是以側面齊平方式組裝的結構,其易加工對位,適合量產,這類堆疊方式的膜電極組件經可撓密封件密封後,可有效避免氣體或電解質液的滲漏,故所組成的可撓密封結構具有較佳的電池性能及耐久性。反之,在以非側面齊平方式組裝的結構中,其所需密封片面積範圍增加、對位加工不易且氣體與電解液滲漏等問題較為顯著。</p><p>雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。</p></mode-for-invention><description-of-drawings><description-of-element><p>10、300a、300b、300c‧‧‧可撓密封結構</p><p>20‧‧‧流道板</p><p>20a、201a、201b‧‧‧表面</p><p>22‧‧‧電極氣體流道</p><p>26‧‧‧緩衝空間</p><p>100‧‧‧可撓密封片</p><p>100A、100B‧‧‧裸空區</p><p>102‧‧‧熱固性樹脂層</p><p>102a‧‧‧熱固性樹脂</p><p>104‧‧‧高分子層</p><p>200a、200b‧‧‧膜電極組件</p><p>202a、202b‧‧‧電極氣體擴散層</p><p>204a、204b‧‧‧電極催化劑層</p><p>206a、206b‧‧‧氣體擴散電極</p><p>208a、208b‧‧‧電解質膜層</p></description-of-element><p>圖1A是依照本發明的一實施例所繪示的可撓密封片的上視示意圖。 圖1B是依照圖1A之A-A’線所繪示的局部剖面示意圖。 圖2是依照本發明的一實施方式所繪示的可撓密封結構的局部剖面示意圖。 圖3是依照本發明的一實施方式所繪示的可撓密封結構的局部剖面示意圖。 圖4是依照本發明的一實施方式所繪示的可撓密封結構密封後的局部剖面示意圖。 圖5是依照本發明的一比較例所繪示的可撓密封結構的局部剖面示意圖。 圖6是依照本發明的一實施方式所繪示的可撓密封結構與流道板組裝後的局部剖面示意圖。 圖7是本發明的實施例的可撓密封結構外觀照片。 圖8是圖7的局部外觀照片。 圖9是本發明的實施例的可撓密封結構的成品局部外觀照片。</p></description-of-drawings><bio-deposit /><sequence-list-text />