[發明專利]用于連接燃料電池的部件的方法及裝置

有效

• 申請號: 201380039191.6
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN104488121B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: C·伍爾夫
• 申請（專利權）人: 戴姆勒股份公司
• 主分類號: H01M8/0271
• 分類號: H01M8/0271;H01M8/0273;H01M8/0284;H01M8/0286;H01M8/0297;B29C65/48;C09J5/00;B29C65/14
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 劉丹,吳鵬

技術領域

本發明涉及一種如權利要求1的前序部分的特征所述的連接燃料電池的部件的方法，以及一種如權利要求7的前序部分的特征所述的用于連接燃料電池的部件的裝置。

背景技術

現有技術中，US?2009/0162734?A1公開過一種制造燃料電池的膜電極單元的方法。其中，將借助光照固化的樹脂施加到覆有催化劑的膜片(CCM)上，并通過光照對該樹脂進行預固化。為構建膜電極單元，向該膜片上施加氣體擴散層，并使其與經過預固化的樹脂接觸。隨后在熱固化過程中將該樹脂完全固化。

WO?2008/040682?A1提出一種制造膜片-電極單元的方法。該膜片-電極單元包含陽極催化劑層，聚合物電解質膜片，以及陰極催化劑層。在該方法中，將由可UV固化材料構成的第一邊緣施加到聚合物電解質膜片上，其中，該聚合物電解質膜片的內部區域保持無可UV固化材料的狀態。涂覆一催化劑層，該催化劑層將聚合物電解質膜片的內部區域覆蓋，并與第一邊緣交疊。將由可UV固化材料構成的第二邊緣施加到第一邊緣上，其中，第二邊緣將催化劑層包圍。將由可UV固化材料構成的第三邊緣施加到第二邊緣上，其中，第三邊緣與催化劑層交疊。用UV輻射對第一、第二和第三邊緣進行照射。

發明內容

本發明的目的是，提供用于連接燃料電池的部件的一種改進型方法及一種改進型裝置。

本發明用以達成上述目的的解決方案是，一種具有權利要求1所述特征的連接燃料電池的部件的方法，以及一種具有權利要求7所述特征的用于連接燃料電池的部件的裝置。

本發明的優選技術方案由從屬權利要求給出。

在所述連接燃料電池的部件的方法中，將液態的可光化學固化的粘合劑至少局部施加到所述燃料電池的至少一個部件上、進行光化學預固化、與所述燃料電池的至少另一部件進行接觸，以及進行固化。

根據本發明，對所述部件的至少兩個部件區域內的所述粘合劑進行不同程度的光化學預固化。該預固化也稱作對所述粘合劑的預交聯。

這樣便能針對性地對所述粘合劑的流變屬性進行調節，從而使該流變屬性與所述部件的不同部件區域內的相應需求相匹配，以便可以確保以最佳的方式將所述燃料電池的待相互粘合的部件粘接。對所述粘合劑的較高程度的預固化能夠提高所述粘合劑的粘度，從而防止所述粘合劑在所述部件上流散。較低程度的預固化使得所述粘合劑在預固化后具有相應較低的粘度，即具有較高的流動性，以便其可以更佳地分布，以及例如可以更佳地進入粗糙和/或多孔的結構，從而例如借助所述粘合劑使粗糙變得平坦。這樣便能將所述粘合劑例如也用作密封件，其中，借助特別是在一部件區域內的最佳且均勻的分布實現可靠的密封效果，在該部件區域內所述粘合劑在預固化后仍具有小的粘性。

與現有技術中已知的熱固化且平面接合的薄膜狀粘合劑相比，采用所述液態的、可光化學固化的粘合劑時不會產生邊角料，因而不增加材料用量。此外，所述可光化學固化的粘合劑有助于大幅縮短固化時間，以及，與所述薄膜狀粘合劑不同，所述可光化學固化的粘合劑以無接觸的方式固化。采用所述可光化學固化的粘合劑還能減小成本。

在一種優選實施方式中，將所述可光化學固化的粘合劑僅施加到所述至少一個部件的一部件區域中，隨后在該部件區域中還對所述粘合劑進行光化學預固化。亦即，對施加到所述至少一個部件上的所有可光化學固化的粘合劑進行光化學預固化，其中，在所述燃料電池的所述至少一個部件的不同部件區域內對所述粘合劑進行不同程度的光化學預固化。這樣便不會對不受控制的流散部分進行預固化，從而防止施加到所述燃料電池的所述至少一個部件上的粘合劑的極其稀薄，亦即，例如防止所述部件的不需要施加粘合劑的區域被所述粘合劑潤濕。

優選將所述可光化學固化的粘合劑至少局部施加到所述燃料電池的構建為膜電極單元的第一框架元件的第一部件上及所述燃料電池的構建為所述膜電極單元的第二框架元件的第三部件上，其中，在對所述可光化學固化的粘合劑進行過光化學預固化后，將所述燃料電池的構建為所述膜電極單元的覆有催化劑的膜片的第二部件定位在所述第一部件與所述第三部件之間，將所述三個部件接合在一起，以及對所述可光化學固化的粘合劑進行固化。在將所述三個部件接合在一起的過程中，使所述粘合劑同樣與所述第二部件接觸，從而也將所述第一部件與所述第三部件粘合，以及將所述第二部件與所述另兩個部件粘合。