[發明專利]單電池及其組裝方法、燃料電池電堆及其制備方法

有效

• 申請號: 201810848431.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN110767918B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 陶仁義;方芳;李鵬敏;劉敏勝;李杰
• 申請（專利權）人: 北京英博新能源有限公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/0297;H01M8/2465
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 嚴誠

1.一種單電池的組裝方法，其特征在于，所述組裝方法包括：

設置限定結構：在氫氣流場板具有氫氣流道的一側設置第一限定結構，在空氣流場板具有空氣流道的一側設置第二限定結構；或

在膜電極具有碳紙的一側設置第一限定結構，具有碳紙的另一側設置第二限定結構；

組裝氫氣流場板、膜電極和空氣流場板：將所述氫氣流場板、所述膜電極和所述空氣流場板層疊布設，粘結再加壓，以形成單電池，其中，所述第一限定結構位于所述氫氣流場板和所述膜電極之間，以通過所述第一限定結構限定所述氫氣流場板和所述膜電極之間的距離，且所述第二限定結構位于所述空氣流場板和所述膜電極之間，以通過所述第二限定結構限定所述空氣流場板和所述膜電極之間的距離；并且，所述氫氣流道位于所述膜電極上靠近所述氫氣流場板一側的所述碳紙和所述氫氣流場板之間，所述空氣流道位于所述膜電極上靠近所述空氣流場板一側的所述碳紙和所述空氣流場板之間；

所述第一限定結構的高度H1滿足：H1＝h1+h2-x，其中，h1為所述膜電極中靠近所述氫氣流場板一側的碳紙的厚度，h2為所述氫氣流場板的氫氣流道的徑向高度，x為膜電極中靠近所述氫氣流場板一側的碳紙與所述氫氣流道的壓縮余量；和/或

所述第二限定結構的高度H2滿足：H2＝h′1+h′2-x′，其中，h′1為所述膜電極中靠近所述空氣流場板一側的碳紙的厚度，h′2為所述空氣流場板的空氣流道的徑向高度，x′為所述膜電極中靠近所述空氣流場板一側的碳紙與所述空氣流道的壓縮余量。

2.根據權利要求1所述的組裝方法，其特征在于，在設置限定結構的過程中包括：

在氫氣流場板具有氫氣流道的一側連續或分段設置第一限定結構，在空氣流場板具有空氣流道的一側連續或分段設置第二限定結構；或

在膜電極具有碳紙的一側連續或分段設置第一限定結構，具有碳紙的另一側連續或分段設置第二限定結構。

3.根據權利要求1所述的組裝方法，其特征在于，在設置限定結構的過程中包括：

在氫氣流場板具有氫氣流道的一側表面且靠近邊緣處設置第一限定結構，在空氣流場板具有空氣流道的一側表面且靠近邊緣處設置第二限定結構；或

在膜電極具有碳紙的一側表面且靠近邊緣處設置第一限定結構，具有碳紙的另一側表面且靠近邊緣處設置第二限定結構。

4.根據權利要求3所述的組裝方法，其特征在于，所述第一限定結構和/或所述第二限定結構設置在距離邊緣0～5mm的區域內。

5.根據權利要求1所述的組裝方法，其特征在于，在設置限定結構的過程中包括：采用點膠、倒模、印刻或印刷方式設置所述限定結構。

6.根據權利要求1所述的組裝方法，其特征在于，所述第一限定結構與所述第二限定結構的材料相同或不同，選自高分子材料或金屬中一種。

7.根據權利要求1所述的組裝方法，其特征在于，所述第一限定結構與所述第二限定結構的結構相同或不同，選自矩形條狀結構、圓柱狀結構或三棱柱結構中的一種。

8.根據權利要求1所述的組裝方法，其特征在于，所述第一限定結構和第二限定結構的作用寬度為0.5～2mm。

9.一種單電池，其特征在于，包括：

權利要求1至8任一所述的單電池的組裝方法組裝的單電池。

10.一種質子交換膜燃料電池電堆制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

組裝單電池：采用權利要求1至8任一項所述的單電池的組裝方法進行單電池的組裝；

檢漏單電池：對所述單電池的氫氣流道和空氣流道分別充壓，檢測所述單電池是否存有漏點，以得到合格的單電池；

組裝質子交換膜燃料電池電堆：先將多個合格的所述單電池串聯形成電池組，在電池組的兩端分別依次安裝集流板、絕緣層和端板，形成質子交換膜燃料電池電堆。