[其他]燃料電池部件及燃料電池

有效

• 申請號: 201590001331.5
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN208522030U
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 萊奧·阿爾伯特·約翰·奧布蘭特
• 申請（專利權）人: 博瑞特有限公司
• 主分類號: H01M8/0284
• 分類號: H01M8/0284
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 隆翔鷹

本實用新型涉及一種燃料電池部件，該燃料電池部件包括：金屬雙極板和流場密封件；該金屬雙極板具有流場通道圖案，該通道圖案已由涉及金屬片的片狀金屬變形的過程而產生，該金屬片具有小于1毫米的厚度；該流場密封件形成在第一片狀元件上，所述流場密封件包括板側密封層和電極側密封層，所述板側密封層是在一側上附接至第一片狀元件的絲網印刷的硅氧烷聚合物層，所述電極側密封層是被設置在板側密封層之上并連接至板側密封層的絲網印刷的硅氧烷聚合物層；其中板側密封層和電極側密封層具有不同的壓縮變形比，板側密封層具有比電極側密封層更低的壓縮變形比。

技術領域

本發明涉及燃料電池部件、包含這種燃料電池部件的燃料電池以及制備燃料電池部件的方法。

背景技術

為了產生電力，燃料電池通常要求氫氣流過陽極以及氧氣或空氣流過陰極。在實際的實施例中，這是通過為氫氣和氧氣或空氣提供槽形通道以流動穿過而實現的。氫氣通過槽形通道的開口側與陽極接觸，氫氣流動穿過該槽形通道。這可以通過覆蓋槽形通道的開口側來實現，氫氣利用陽極流動穿過該槽形通道。在不同的實施例中，槽形通道的開口側被氣體擴散層覆蓋，且陽極被設置在氣體擴散層的相對側上。然后氫氣從槽形通道擴散穿過氣體擴散層，隨后與陽極接觸。同樣地，氧氣或空氣氫通過槽形通道的開口側與陰極接觸，氧氣或空氣流動穿過該槽形通道。這可以通過覆蓋槽形通道的開口側來實現，氧氣或空氣利用陰極流動穿過該槽形通道。在不同的實施例中，槽形通道的開口側被氣體擴散層覆蓋，且陰極被設置在氣體擴散層的相對側上。然后氧氣或空氣從槽形通道擴散穿過氣體擴散層，隨后與陰極接觸。

槽形通道可設于燃料電池雙極板中，在這種情況下槽形通道被稱作流場。在質子交換膜燃料電池中，陽極和陰極形成部分的膜電極組件（MEA）。可選地，氣體擴散層在雙極板和鄰近的膜電極組件之間存在。

為了確保氫氣、空氣和/或氧氣不從燃料電池泄漏，密封件被設置在雙極板和鄰近的膜電極組件之間。該密封件設置成鄰近流場，并通常圍繞流場和/或圍繞雙極板中的供給口或排出口而延伸。已知在雙極板上或在膜電極組件上形成該密封件，例如通過注射成型或絲網印刷，或已知將該密封件單獨制備成墊圈，然后在構建燃料電池時將該墊圈設置在雙極板上。

雙極板可由石墨基材料或由金屬制成。金屬雙極板優于石墨基板，例如它們可以更薄和更輕，但特別是對于薄板，需要特別注意密封。

在燃料電池中，雙極板和其它部件彼此緊夾，這能夠導致雙極板和/或膜電極組件和/或氣體擴散層中的局部變形和高局部峰值負載，雙極板、膜電極組件和氣體擴散層均由相當精密的材料制成。流場的通道的壁可能因為密封件的膨脹或當它們與燃料電池的其它部分接觸時變形。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有改進的密封的燃料電池部件。

根據本發明，提供一種燃料電池，該燃料電池包括：

金屬雙極板，該金屬雙極板具有流場通道圖案，該雙極板包括第一金屬片狀元件，該第一金屬片狀元件包括所述流場通道圖案的至少部分，所述流場通道圖案的至少部分的形式為在所述第一金屬片狀元件的表面的至少部分上延伸的通道圖案,具有所述通道圖案的所述第一金屬片狀元件已由涉及金屬片的片狀金屬變形的過程產生，該金屬片具有小于1毫米的大體上均勻的厚度；

流場密封件，該流場密封件已形成在第一片狀元件上，所述流場密封件鄰近已設有通道圖案的第一片狀元件的表面區域而延伸；

所述流場密封件包括板側密封層和電極側密封層，所述板側密封層是在一側上附接至第一片狀元件的絲網印刷的硅氧烷聚合物密封層，所述電極側密封層是被設置在板側密封層之上并連接至板側密封層的絲網印刷的硅氧烷聚合物密封層；

其中板側密封層和電極側密封層具有互不相同的壓縮變形比，板側密封層具有比電極側密封層更低的壓縮變形比。

根據本發明的燃料電池部件包括具有流場圖案的雙極板和已形成在所述雙極板上的流場密封件。