[發明專利]燃料電池堆

無效

• 申請號: 200810081695.5
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN101295798A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 羅永承;徐晙源;宋仁燮;李根墉;鄭丞洹;申贊均
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24;H01M8/02;H01M8/10
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 陸弋;朱登河

技術領域

本發明的公開內容涉及一種燃料電池，更具體地，涉及一種燃料電池堆。

背景技術

通常，燃料電池包括發生器，以通過燃料的氧化反應和氧化氣體的還原反應產生電能。燃料電池根據燃料的類型可分為聚合物電解質膜燃料電池和直接氧化燃料電池。在聚合物電解質膜燃料電池中，接收由液態或氣態燃料形成的重整氣體和氧化氣體，并通過重整氣體的氧化反應和氧化氣體的還原反應產生電能。在直接氧化燃料電池中，接收液態燃料和氧化氣體，并通過燃料的氧化反應和氧化氣體的還原反應產生電能。

燃料電池形成為堆，在其中，分別包括膜電極組件(MEA)和隔件的單元電池順序設置。在此，隔件設置在膜電極組件的兩側上，并且兩側分別包括向膜電極組件提供重整氣體或燃料和氧化氣體的通道。在上述燃料電池中，單元電池的隔件由含石墨或碳的復合物形成，且隔件的厚度不小于大約0.4-0.6mm，以防止氣體或液體滲透隔件。因此，存在的問題為，如果隔件過厚，制造過程復雜，并且成本高。最近，已使用金屬隔件解決上述問題。在這種隔件中，存在的優點為，厚度減少至小于含石墨或碳的復合物的厚度。在金屬隔件中，為了保持最小厚度，執行沖壓處理以在隔件的兩個表面形成通道。然而，由于具有開放端部的溝紋通道形成在隔件的整個平面上，因而未形成用于向通道提供重整氣體或燃料和氧化氣體的另外的管(manifold)。當堆包括不具有管的隔件時，用于向通道提供重整氣體或燃料和氧化氣體的泵壓增加，因而泵的功耗增加。

另外，單一蜿蜒通道可通過沖壓處理形成在隔件的一個表面上，以形成至隔件的管，但是，通道不能形成在隔件的另一個表面上。因此，根據現有技術，蜿蜒通道通過沖壓處理形成在一個表面上，并且，相應隔件包括連接至通道的管。然而，在這種情況下，難以使整個堆的體積最小化。

在本部分的論述只是為了提供普通的背景部分，而并非構成對現有技術的承認。

發明內容

本發明的一方面提供一種燃料電池堆，包括：具有第一MEA和第二MEA的多個MEA；設置在第一MEA與第二MEA之間的沖壓金屬隔件，其中，沖壓金屬隔件包括面向第一MEA的第一表面和面向第二MEA的第二表面，第一MEA和沖壓金屬隔件的第一表面互相接觸并在其間形成第一通道，第一通道具有兩個端部，每一個端部連接至第一管，燃料電池反應的反應物或產物被設置為流動通過第一管，其中，第二MEA和沖壓金屬隔件的第二表面互相接觸并在其間形成第二通道，第二通道具有兩個端部，每一個端部連接至第二管，燃料電池反應的反應物或產物被設置為流動通過第二管。

在上述堆中，第一表面和第二表面均可包括突出部和凹部。沖壓金屬隔件可包括多個沖壓溝紋。第一通道和第二通道均可形成為蜿蜒形狀。第一管和第二管均可包括形成在沖壓金屬隔件上的孔。第一通道和第二通道中的每一個通道的兩端可在隔件中封閉。第一通道和第一管可分立地形成在沖壓金屬隔件上，并且，第二通道和第二管可分立地形成在沖壓金屬隔件上。第一通道可設置為向第一MEA提供氧化氣體。第一MEA和第一表面可在其間形成第三通道，其中，第三通道具有兩個端部，每一個端部連接至第三管，燃料電池反應的反應物和產物被設置為流動通過第三管，其中，當沿大致垂直于所述MEA接觸所述第一表面的表面的方向觀察時，沿所述第三通道在其兩端部之間的第三構想線與第二構想線不相交。第二通道可設置為向第二MEA提供燃料。沖壓金屬隔件可在第二表面上僅包括被設置形成第二通道的單一沖壓凹部。沖壓金屬隔件可包括從由從由鋁、銅、鐵、鎳，和鈷所組成的組中選出的至少一種。沖壓金屬隔件可包括雙極板。

上述燃料電池堆可包括設置在沖壓金屬隔件的周界與第一MEA的周界之間的襯墊。襯墊可被設置為形成介于第一通道的兩個端部之一與第一管之間的第一通路。第一通路可包括形成在襯墊上的槽。第一MEA可包括：電解質膜，形成在電解質膜的一表面上除電解質膜周界以外的部分的陰極，和形成在電解質膜的另一表面上除其周界以外的部分的陽極，其中，襯墊接觸電解質膜和沖壓金屬隔件的第一表面，從而在第一MEA的周界與沖壓金屬隔件周界之間形成密封。襯墊由硅橡膠形成。

仍然在上述燃料電池堆中，可以包括一個或多個另外的沖壓金屬隔件，其中沖壓金屬隔件和MEA可交替設置。燃料電池堆包括直接氧化燃料電池。第一表面可包括被設置為形成第一通道的沖壓凹部。當沿大致垂直于MEA接觸第一表面的表面的垂直方向觀察時，沿第一通道在其兩端部之間的第一構想線與沿第二通道在其兩端部之間的第二構想線不相交。