[實(shí)用新型]在燃料電池雙極板上原位成型密封件的加工系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020140791.5
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN201623197U
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林少淵
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山希盟自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及燃料電池零部件加工技術(shù)，特別是涉及了一種用于在燃料電池雙極板上原位成型密封件的加工系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)不可再生的化石能源正消耗殆盡，對此類能源的極端使用已引起嚴(yán)重的全球環(huán)境污染問題。鑒于此，清潔能源、低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)化發(fā)展已成為世界發(fā)展的方向，目前科學(xué)家們認(rèn)為“氫能”是符合這一發(fā)展方向，未來替代汽油、柴油等動(dòng)力能源的有效清潔能源之一。質(zhì)子交換膜燃料電池是一種直接將儲(chǔ)存在燃料(如氫氣)和氧化劑(如空氣)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，其具備高效、低噪聲、環(huán)保等優(yōu)勢已被公認(rèn)為未來的動(dòng)力電源，并且在移動(dòng)式電源、后備電源、水下機(jī)器人、航空航天等方面都具有廣泛的應(yīng)用前景。

質(zhì)子交換膜燃料電池單電池由一片膜電極(MEA)、一片陰極板和一片陽極板組成，在膜電極和極板上有空氣、氫氣和冷卻劑流動(dòng)的通道孔，每個(gè)通道孔相互獨(dú)立，并由密封結(jié)構(gòu)圍繞在通道孔周圍，起到阻隔空氣、氫氣和冷卻劑的作用。根據(jù)設(shè)計(jì)燃料電池工作電壓的要求將多片單電池串聯(lián)，得到不同功率等級的燃料電池堆。串聯(lián)時(shí)陰極板和陽極板接觸，將陰極板和陽極板結(jié)合在一起組成了雙極板。兩塊板之間也有密封結(jié)構(gòu)密封阻隔空氣、氫氣和冷卻劑的作用。

上海神力科技有限公司在ZL01105975中公開了一種燃料電池單元的密封辦法，采用獨(dú)立的成型好的密封墊圈嵌入到燃料電池雙極板密封槽形成密封結(jié)構(gòu)的辦法，需要多一步將密封墊嵌入密封槽的步驟。通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司在ZL200910003708中提到采用金屬壓條作為燃料電池的密封部件鑲嵌在雙極板密封槽中。NOK株式會(huì)社在ZL200580033103提到了加工獨(dú)立結(jié)構(gòu)密封墊的方法，豐田自動(dòng)車株式會(huì)社在ZL200680046949中提到一種加工獨(dú)立結(jié)構(gòu)密封墊的方法。現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社在ZL200310123808中公開了一種將橡膠粉末和液體混合后噴涂到剛性板上形成獨(dú)立的燃料電池密封墊的方法。以上方法適合批量生產(chǎn)燃料電池用的密封墊片，但是其方法沒能實(shí)現(xiàn)將密封墊直接成型在雙極板上。

北京飛馳綠能電源技術(shù)有限責(zé)任公司在專利ZL01118346中公開了一種燃料電池印刷密封的方法，通過印刷設(shè)備將密封膠狀物和MEA結(jié)合成包含密封結(jié)構(gòu)的MEA組件，通過密封結(jié)構(gòu)和MEA一體化設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)電堆內(nèi)部各腔體的氣密性要求。達(dá)納公司在ZL01816167中提到在雙極板表面使用絲網(wǎng)印刷快速形成密封結(jié)構(gòu)的方法。絲網(wǎng)印刷的方法實(shí)現(xiàn)了密封結(jié)構(gòu)和燃料電池其它零部件一體化的要求，該方法只適合粘度較小的液體密封劑，并需要加工絲網(wǎng)涂敷模具。

松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社在專利JP264095、ZL02800663、ZL200680023532中公開了一種燃料電池用的膜-密封墊組合體，其采用了模塑成型方法，將密封結(jié)構(gòu)直接成型在質(zhì)子交換膜上。標(biāo)致雪鐵龍汽車公司在FR-0506558、ZL200680023368、ZL200680029812中公開了一種通過模鑄成型的辦法得到的密封結(jié)構(gòu)-雙極板組合體。其預(yù)先開好密封模具，將雙極板放入模具內(nèi)，在模具的進(jìn)料口上注入密封原料，最后加熱成型得到帶密封結(jié)構(gòu)的雙極板組合體。漢高公司在ZL200780007572、ZL200780008604、ZL200780007531中也提到采用在模具內(nèi)液體注塑成型制造集成密封結(jié)構(gòu)的MEA和極板燃料電池部件。NOK株式會(huì)社在ZL200580042454中提到了一種采用注塑成型的辦法加工得到的集成密封結(jié)構(gòu)的MEA組件及其制造方法。注塑成型的方法同樣實(shí)現(xiàn)了密封結(jié)構(gòu)和燃料電池零部件的一體化設(shè)計(jì)，但是該方法容易堵塞雙極板流道，壓碎石墨類雙極板，膠水滲進(jìn)入催化層，污染MEA。另外由于模具開發(fā)非常昂貴，該方法適合定型產(chǎn)品大批量的生產(chǎn)。

本田技研工業(yè)株式會(huì)社在ZL02813619、ZL02813979、ZL200610075875中提到一種直接在雙極板上涂敷密封劑的方法，最后通過壓合方法將燃料電池組件全部粘結(jié)在一起。該方法中提到的密封劑涂敷裝置包括馬達(dá)、由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的密封劑螺桿擠出裝置、噴嘴、非接觸式傳感器、隔板拉直裝置。涂敷的辦法是在起始點(diǎn)采用相交延長的辦法處理，需要加大涂膠的隔板面積，造成面積浪費(fèi)，通過該工藝粘合組成的燃料電池堆無法重復(fù)拆卸維修，另外，擠出螺桿潤滑劑可能造成對密封膠的污染。

傳統(tǒng)的密封涂敷方法如圖1所示，在涂敷時(shí)，起點(diǎn)和終點(diǎn)的結(jié)合部位會(huì)形成如圖1-B中的空洞1，小的結(jié)合面積2所示，影響密封的效果。