[發明專利]用于燃料電池堆的電化學單元

有效

• 申請號: 201680004595.5
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN107112562B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 彼得·施塔爾;于爾根·克拉夫特;米夏埃爾·格茨
• 申請（專利權）人: 愛爾鈴克鈴爾股份公司
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004;H01M8/0273;H01M8/0276
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李驥;車文

1.一種用于燃料電池堆的電化學單元，在所述燃料電池堆中，分別具有電化學單元(100)的多個燃料電池單元沿著堆疊方向(102)依次排布，所述電化學單元包括：

膜電極單元(104)，所述膜電極單元具有陽極側的電化學活性面(132b)，通過所述陽極側的電化學活性面能將可燃氣體輸送給膜電極單元(104)的陽極，并且所述陽極側的電化學活性面具有由陽極側的邊緣限定元件(134b)限定的外邊緣(130b)，所述膜電極單元還具有陰極側的電化學活性面(132a)，通過所述陰極側的電化學活性面能將氧化劑輸送給膜電極單元(104)的陰極，并且所述陰極側的電化學活性面具有由陰極側的邊緣限定元件(134a)限定的外邊緣(130a)，

其特征在于，

所述陽極側的電化學活性面(132b)的外邊緣(130b)至少區段式地相對所述陰極側的電化學活性面(132a)的外邊緣(130a)沿著垂直于所述堆疊方向(102)延伸的方向(138)向外移位，

所述陽極側的邊緣限定元件(134b)和/或所述陰極側的邊緣限定元件(134a)包括至少一個密封元件(108a、108b)，

密封元件(108a、108b)接駁到陰極側的氣體擴散層(106a)或陽極側的氣體擴散層(106b)，其中，分別配屬的氣體擴散層(106a、106b)的一部分被密封材料滲入，

電化學單元(100)的陽極側的氣體擴散層(106b)具有如下的外邊緣，該外邊緣至少區段式地相對電化學單元的陰極側的氣體擴散層(106a)的外邊緣沿著垂直于堆疊方向(102)延伸的方向向外移位。

2.按照權利要求1所述的電化學單元，其特征在于，所述陽極側的電化學活性面(132b)的外邊緣(130b)在基本上其整個長度上相對所述陰極側的電化學活性面(132a)的外邊緣(130a)沿著垂直于所述堆疊方向(102)延伸的方向(138)向外移位。

3.按照權利要求1或2所述的電化學單元，其特征在于，所述陽極側的電化學活性面(132b)的外邊緣(130b)至少區段式地相對所述陰極側的電化學活性面(132a)的外邊緣(130a)向外所移位的移位量(V)至少為0.1mm。

4.按照權利要求1至2中任一項所述的電化學單元，其特征在于，所述陽極側的電化學活性面(132b)的外邊緣(130b)相對所述陰極側的電化學活性面(132a)的外邊緣(130a)向外所移位的移位量(V)最大為0.6mm。

5.按照權利要求1至2中任一項所述的電化學單元，其特征在于，在任何部位上，所述陽極側的電化學活性面(132b)的外邊緣(130b)都不相對所述陰極側的電化學活性面(132a)的外邊緣(130a)沿著垂直于所述堆疊方向(102)的方向(138)向內移位。

6.按照權利要求1至2中任一項所述的電化學單元，其特征在于，至少一個密封元件(108a、108b)包括至少一個接駁區域(124)和密封區域(120)，所述接駁區域限定了所述陽極側的電化學活性面(132b)的邊緣或所述陰極側的電化學活性面(132a)的邊緣，所述密封區域具有至少一個密封唇(122)。

7.按照權利要求6所述的電化學單元，其特征在于，用來在安裝燃料電池堆時擠壓所述接駁區域(124)的擠壓力小于用來在安裝燃料電池堆時擠壓整個密封元件(108a、108b)的擠壓力的50％。

8.按照權利要求6所述的電化學單元，其特征在于，電化學單元(100)包括陽極側的密封元件(108b)和陰極側的密封元件(108a)，其中，陽極側的密封元件(108b)的至少一個密封唇(122)和陰極側的密封元件(108a)的至少一個密封唇(122)至少部分地沿著所述堆疊方向(102)彼此相疊地布置。

9.按照權利要求1至2中任一項所述的電化學單元，其特征在于，所述陽極側的邊緣限定元件(134b)和/或所述陰極側的邊緣限定元件(134a)包括至少一個邊緣增強層(142a、142b)。