[發明專利]一種燃料電池堆的封裝結構

在審

• 申請號: 201710985924.5
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107611466A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 邱耀弘;夏泮文;張騫為;徐國兵
• 申請（專利權）人: 蘇州中氫能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/247
• 分類號: H01M8/247;H01M8/248
• 代理公司: 蘇州周智專利代理事務所(特殊普通合伙)32312
• 代理人: 周雅卿

技術領域

本發明屬于電池封裝結構技術領域，特別是涉及一種燃料電池堆的封裝結構。

背景技術

當今全球能源緊張，油價高漲，尋找新能源作為化石燃料的替代品是當務之急。燃料電池被認為是繼水力、火力和原子能發電后的第四代發電技術，它通過電催化反應將氧化劑和還原劑的化學能直接轉換成電能，是一種高效、安全、清潔、靈活的新型發電技術。其中的質子交換膜燃料電池因其具有效率高、能量密度大、反應溫度低、無噪音、無污染等顯著優點而在地面發電站、電動車和便攜式電源等方面具有廣泛的應用前景。

燃料電池堆的基本單元是單電池，就質子交換膜氫燃料電池堆而言，其單電池由膜電極、膜電極兩側的擴散層、與擴散層相鄰的電極板構成，與氫氣同側的電極板稱為陽極，與空氣(氧氣)同側的電極板稱為陰極。單電池的有效電壓很低，其開路電壓最高也只有1.229V，每平方厘米的單位面積一般也智能提供1A左右的電流，因此面積太小的單電池不具實用性，通常將單電池制造為面積較大的薄層結構，外電路的回流電流是單位面積電流的并聯和，面積越大，提供給外電路的電流也就越大；然后有很多單電池串聯以獲得的足夠高的電壓，此時，一個單電池的陽極與另一個單電池的陰極合并，并稱之為雙極板。

目前燃料電池堆的封裝結構不能保證均勻、恒定的組裝壓力，從而不能保證電堆本體的正常工作，影響其使用壽命，原因之一是電堆本體與集電板存在接觸電阻，如果壓力不均勻，會導致接觸電阻不均勻，進而造成電堆本體內部各點內阻不均勻以及反應效率不一致，從而使各處的發熱量不一致，容易造成局部過熱，損壞電堆本體，如果壓力不恒定，則電池的伏安特性不穩定，導致與燃料電池堆控制軟件的參數匹配性下降，達不到最優控制。原因之二在于電堆本體和集電板均有其最大承受應力，局部壓力過高可能導致電堆本體損壞，發生氣體泄露等問題。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種燃料電池堆的封裝結構，為電池堆的內部提供均勻、恒定的組裝壓力，使電堆本體的下表面受力均勻，保證電池堆的正常工作條件，增加電池堆的使用壽命。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：一種燃料電池堆的封裝結構，包括上端板、絕緣板、集電板、電堆本體和下端板，所述上端板和所述下端板相互平行，所述上端板和所述下端板之間設有兩塊所述絕緣板，兩塊所述絕緣板之間設有兩塊所述集電板，兩塊所述集電板之間設有所述電堆本體；

還包括若干根位于電堆本體外圍的絕緣固定桿，所述絕緣固定桿的兩端分別與所述上端板的螺母和所述下端板的螺母連接，所述螺母的內表面具有與所述絕緣固定桿的兩端的外螺紋相匹配的內螺紋；

所述下端板的上表面具有下凹的凹槽及位于所述凹槽和所述絕緣板之間的彈性支撐件，所述凹槽與所述下端板的表面平行。

進一步地說，所述彈性支撐件為板簧，所述板簧具有定位片，所述定位片位于所述板簧的下表面邊緣沿著所述板簧的寬度方向設置，且所述定位片固定于所述下端板，所述凹槽的側壁中位于所述定位片的一側為開口。

進一步地說，所述下端板的側壁且位于所述凹槽的開口的下方設有與所述定位片相匹配的定位槽。

進一步地說，所述板簧的長度大于所述凹槽的長度以使所述板簧的中心向上凸起形成拱形結構。

進一步地說，所述板簧的長度為340-350mm，所述凹槽的長度為320-330mm。

進一步地說，所述定位片上至少設有一個螺孔。

進一步地說，所述彈性支撐件為彈簧，所述凹槽的底面的中心設有一個與所述彈簧相匹配的定位孔，所述彈簧的一端固定于所述定位孔，所述彈簧的另一端與所述絕緣板的下表面抵觸。

進一步地說，所述彈性支撐件為彈簧，所述凹槽的底面均勻分布有若干個與所述彈簧相匹配的定位孔，若干個所述彈簧的一端固定于所述定位孔，若干個所述彈簧的另一端與所述絕緣板的下表面抵觸。

進一步地說，所述定位孔為盲孔

本發明的有益效果是：本發明的絕緣固定桿的兩端分別與上端板的螺母和下端板的螺母連接，封裝結構合理，成本低，便于自動化生產；下端板的上表面具有下凹的凹槽及位于凹槽和絕緣板之間的彈性支撐件，為電池堆的內部提供均勻、恒定的組裝壓力，使電堆本體的下表面受力均勻，保證電池堆的正常工作條件，增加電池堆的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明的(板簧)結構示意圖；

圖2是本發明的彈簧的結構示意圖；

附圖中各部分標記如下：