[實用新型]一種簡化的燃料電池結構

有效

• 申請號: 201320807828.9
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN203659996U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 付宇;侯中軍;劉雪婷;李秋紅
• 申請（專利權）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高永德;李洪福

技術領域

本實用新型屬于燃料電池技術領域，尤其涉及質子交換膜燃料電池電堆結構。

背景技術

現有技術中，當燃料電池電堆單池數量較多時，為了保證各單池性能的一致性，通常在集流板和端板之間設有一到數節不等的假電池，以避免氣體分配的邊緣效應。其不足是：假電池等占據了一定的體積，而且具有一定的重量，影響了電堆體積比功率和重量比功率的有效提升，也增加了系統的復雜性，降低可靠性。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種燃料電池一體化端板，將端板、集流板和假電池集成為一體。

本實用新型的技術方案是：一種簡化的燃料電池結構，包括端板和多節單池，多節單池置于兩端板之間，其特征在于：所述多節單池與兩端板之間不設集流板和假電池，單池與兩端板直接接靠；所述端板為，所述一體化端板由導電材料制成，導電材料制成的端板的不與多節單池接觸的表面覆有絕緣層，端板與多節單池接觸面上加工有氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道，各流道間通過密封膠線隔離，端板上的氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道分別與電堆的氫氣通道、空氣通道和冷卻液通道相通；端板側面分別加工有與電堆正負極出線的接口，電堆正負極出線連接在接口上。

本實用新型所述一種簡化的燃料電池結構，其特征在于：所述導電材料制成的一體化端板包括金屬一體化端板或碳纖維一體化端板。

本實用新型所述一種簡化的燃料電池結構，其特征在于：所述金屬一體化端板包括不銹鋼一體化端板、鋁合金一體化端板、銅一體化端板或鎳一體化端板，對不銹鋼一體化端板、銅一體化端板和鎳一體化端板的不與多節單池接觸的表面的絕緣層是噴塑處理的涂塑層，對鋁合金一體化端板不與多節單池接觸的表面的絕緣層是陽極氧化處理的氧化層。

本實用新型所述一種簡化的燃料電池結構，其特征在于：所述對碳纖維一體化端板的不與多節單池接觸的表面的絕緣層是涂覆樹脂及加熱固化處理的樹脂層。

本實用新型的有益效果是；

1）端板集成了端板、集流板和假電池的功能，在電堆厚度方向只有端板，無集流板和假電池，在保證功能的同時減小了電堆體積和電堆重量，有助于提升電堆的體積比功率密度和重量比功率密度，使其更適于在汽車等集成度要求高的場所應用；

2）無集流板和假電池，在保證功能的同時較少了電堆部件，電堆結構簡化，可靠性提升，也提高了電堆組裝和維修效率；

3）只需改動端板流場結構即可調整電堆“假電池”的邊緣效應功能，便于結構優化。

附圖說明

圖1為現有技術燃料電池電堆典型結構示意圖

圖2為本實用新型的結構簡化的燃料電池電堆結構示意圖

圖中，1.端板；2.假電池；3.集流板；4.多節單池；5.接口；6.端板上的氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道；7.一體化端板。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。

簡化的燃料電池結構包括端板和多節單池4，多節單池4置于兩端板之間，多節單池4與兩端板之間不設集流板3和假電池2，單池與兩端板直接接靠；端板為一體化端板7，一體化端板7由導電材料制成，是金屬一體化端板或碳纖維一體化端板，端板的不與多節單池接觸的表面覆有絕緣層，金屬一體化端板包括不銹鋼一體化端板、鋁合金一體化端板、銅一體化端板或鎳一體化端板，對不銹鋼一體化端板、銅一體化端板和鎳一體化端板的不與多節單池接觸的表面的絕緣層是噴塑處理的涂塑層，對鋁合金一體化端板不與多節單池接觸的表面的絕緣層是陽極氧化處理的氧化層；對碳纖維一體化端板的不與多節單池接觸的表面的絕緣層是涂覆樹脂及加熱固化處理的樹脂層；一體化端板7與多節單池接觸面上加工有氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道6，各流道間通過密封膠線隔離，一體化端板上的氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道6分別與電堆的氫氣通道、空氣通道和冷卻液通道相通；一體化端板7側面分別加工有電堆正負極出線的接口5，電堆正負極出線連接在接口5上。

實施例的電堆結構由150節單池4和兩側各一片的一體化端板7組成。一體化端板7尺寸為150mm×400mm×30mm，為碳纖維一體化端板。

碳纖維一體化端板的制備過程如下：

將碳纖維端板在環氧樹脂中浸漬后，于200℃下加熱固化30min，使其表面絕緣；在浸漬過環氧樹脂的碳纖維端板側面加工出10mm×20mm×50mm的深孔，將電堆正負極出線接口5插入，以導出反應電流；

在浸漬過環氧樹脂的碳纖維端板與多節單池接觸面上，通過機械打磨掉表面環氧樹脂絕緣層，使其能起到傳導電流的作用；然后分別加工有氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道6，各流道間通過密封膠線隔離，氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道6分別與電堆的氫氣通道、空氣通道和冷卻液通道相通，起到假電池作用，制成碳纖維一體化端板。