[發明專利]改善燃料電池金屬隔板的層合效率的結構

有效

• 申請號: 200610162919.6
• 申請日: 2006-11-29
• 公開（公告）號: CN101141001A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 梁酉彰;琴榮范;金世勛;宋敏圭;申煥秀;李鐘賢;陳相汶;曺圭擇
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M2/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉

相關申請的交叉引用

本申請要求韓國專利申請No.10-2006-0086441的優先權和相關權益，該申請于2006年9月7日在韓國知識產權局申請，該申請的全部內容在此一并引入作為參考。

技術領域

本發明涉及燃料電池組的金屬隔板，更具體而言，涉及用于改善燃料電池組金屬隔板的層合效率的結構，其中隔板的邊緣形成為浮雕(embossed)結構以便多個隔板可以堅固地層合為蜂窩結構。

背景技術

圖1是傳統的聚合物電解質燃料電池的分解透視圖，圖2A和圖2B是傳統隔板的俯視圖。

如圖1所示，聚合物電解質燃料電池組1包括薄膜電極組件(MEA)3，一對氣體擴散層4，一對導電隔板6和墊圈5，該薄膜電極組件(MEA)3由聚合物電解質薄膜以及在聚合物電解質薄膜兩側形成的電極構成，該對氣體擴散層4與薄膜電極組件3連接并將用于反應的氣體傳送到電極，該對導電隔板6粘附在各個氣體擴散層4的外表面以便供給反應氣體，墊圈5插在薄膜電極組件3和隔板6之間以便防止反應氣體泄漏并密封縫隙。另外，集電器7和連接板(端板)8連接到隔板6的外部，從而形成燃料電池組1。

隔板6分離氫和氧使得氫和氧不混合，隔板6與薄膜電極組件3電連接并支撐薄膜電極組件3，從而維持燃料電池組1的形狀。

因此，隔板應當具有密封結構，以便隔板能防止兩種氣體混合，隔板應當具有用作導電體的極好的導電性，還應當具有用作支撐元件的足夠強度。

然而，因為由一個單元電池(通過連接薄膜電極組件、墊圈和隔板形成的燃料電池的基本單位)產生的電壓小，所以應當層合幾十或幾百個單元電池從而獲得所需的電功率。

在將計多單元電池進行層合的情況下，如果隔板不能維持恒定的表面壓力，隔板可能局部變形以致于不能保持密封。為了解決這個問題，可以使用復雜的密封結構，但是這可以使得形成工藝復雜并使設計受到局限。

發明內容

本發明致力于提供改善燃料電池組金屬隔板的層合效率的結構，其中隔板的邊緣形成為浮雕(embossed)結構以便多個隔板可以堅固地層合為蜂窩結構。

本發明的一個示例性實施方式提供一種改善燃料電池組金屬隔板的層合效率的結構，其包括單元電池和連接板，該單元電池包括薄膜電極組件，將反應氣體傳送到薄膜電極組件的氣體擴散層，連接到氣體擴散層外部以便支撐薄膜電極組件的金屬隔板，和插在薄膜電極組件與隔板之間以便防止反應氣體泄漏的墊圈，該連接板具有與單元電池外部連接以便支撐單元電池并使反應氣體和冷卻劑通過的支管。金屬隔板包括：在其長度方向上的一端形成的與支管對應形成多個隔板支管；和浮雕結構，其中交替形成向內凹陷的壓痕(indentation)和沿邊緣向外伸出的突起(projection)。當金屬隔板被層合時，浮雕結構層合為蜂窩狀。

金屬隔板可以進一步包括在其前表面形成并與氣體擴散層連接的以便允許供應和排出反應氣體反應面，和在其后表面形成以便冷卻單元電池的冷卻面。

金屬隔板可以進一步包括在布置于一端部的隔板支管附近區域內貫穿的反應氣體入口孔，和在與反應氣體入口孔相對的另一端形成的隔板支管。

墊圈可以設置在金屬隔板的邊緣和浮雕結構之間并沿著隔板支管的周邊布置，以便使薄膜電極組件和金屬隔板之間密封。

附圖說明

圖1是傳統的聚合物電解質燃料電池的分解透視圖。

圖2A和圖2B是傳統隔板的俯視圖。

圖3A是應用了按照本發明示例性實施方式的金屬隔板的燃料電池的透視圖。

圖3B是顯示圖3A的金屬隔板層合順序的分解圖。

圖4是顯示按照本發明示例性實施方式的金屬隔板層合狀態的剖面圖。

圖5A是顯示按照本發明示例性實施方式的金屬隔板反應面的俯視圖。

圖5B是顯示按照本發明示例性實施方式的金屬隔板冷卻面的俯視圖。

圖6是顯示層合有按照本發明示例性實施方式的多個金屬隔板結構的示意圖。

<對指明附圖中主要元件的附圖標記的說明>

10：燃料電池組????????100：單元電池

110：薄膜電極組件?????120：墊圈

130：金屬隔板?????????132：浮雕結構

136：反應面???????????138：冷卻面

130a：反應氣體入口孔??130b：反應氣體出口孔

具體實施方式

下面將參照附圖詳細說明本發明的示例性實施方式。