[發明專利]一種基于模塊化封裝的燃料電池金屬極板組件

在審

• 申請號: 201910320108.1
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110010924A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 姜天豪;彭林法;藍樹槐;徐一凡;畢飛飛
• 申請（專利權）人: 上海治臻新能源裝備有限公司
• 主分類號: H01M8/0273
• 分類號: H01M8/0273;H01M8/0297
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 陳穎潔;王佳妮

一種基于模塊化封裝的燃料電池金屬極板組件，包括金屬極板、膜電極和封裝結構，封裝結構呈框狀，封裝結構沿金屬極板和膜電極的邊緣設置，并連接金屬極板和膜電極的邊緣，使金屬極板和膜電極組成一個燃料電池金屬極板組件。或，包括金屬極板、兩個密封圈、膜電極和封裝結構，封裝結構設置于金屬極板和膜電極的邊緣上，并連接金屬極板和膜電極的邊緣，使金屬極板、兩個密封圈、膜電極組成一個燃料電池金屬極板組件。在燃料電池系統制備過程中，僅需直接對多個燃料電池金屬極板組件進行層疊式堆疊裝配，既能構成燃料電池系統，極大減少了重復定位次數，抑制了錯位等裝配問題的發生，能有效提高燃料電池系統的制備質量及效率。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，特別涉及一種基于模塊化封裝的燃料電池金屬極板組件。

背景技術

氫氣、氧氣在燃料電池中通過電化學反應輸出電能，最終生成產物是水，該能源供給方式具有效率高、無污染等特點，受到廣泛關注。其中，金屬極板燃料電池更是憑借其優異的質量功率比、體積功率比進一步受到市場關注。

燃料電池系統通過層疊式裝配方式進行組裝，由金屬極板、密封圈及膜電極組件構成。如圖1所示，首先將密封圈2放置于金屬極板1上，在其上方覆蓋膜電極3，再堆疊金屬極板1、密封圈2及膜電極3，經多次堆疊后形成燃料電池系統。如圖2所示，膜電極3為電化學反應載體，密封圈2用于密封反應氣體，金屬極板1用于電流傳統及反應氣體傳導。但是，受限于金屬極板1、密封圈2、膜電極3為分散性部件，堆疊過程復雜，過程中易發的錯位等裝配問題制約燃料電池使用性能及生產效率，工藝魯棒性較低。

綜上所述，基于金屬極板、密封圈、膜電極部件分散性特點發展的層疊式裝配方法已無法滿足燃料電池高效、穩定制備要求，對模塊化金屬極板組件結構的設計提出了需求。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種基于模塊化封裝的燃料電池金屬極板組件。

本發明的目的可以通過下述技術方案來實現：一種基于模塊化封裝的燃料電池金屬極板組件，包括金屬極板、膜電極和封裝結構，所述金屬極板的一面上覆蓋膜電極，所述封裝結構呈框狀，封裝結構沿金屬極板和膜電極的邊緣設置，并連接金屬極板和膜電極的邊緣，封裝結構使金屬極板和膜電極組成一個燃料電池金屬極板組件。

另一種基于模塊化封裝的燃料電池金屬極板組件，包括金屬極板、兩個密封圈、膜電極和封裝結構，所述金屬極板的兩面上均設置一個密封圈，金屬極板的一面及該面上的密封圈上覆蓋膜電極，所述封裝結構設置于金屬極板和膜電極的邊緣上，并連接金屬極板和膜電極的邊緣，封裝結構使金屬極板、兩個密封圈、膜電極組成一個燃料電池金屬極板組件。

進一步地，所述封裝結構呈框狀，所述金屬極板另一面上的密封圈的外邊緣與封裝結構的內壁連接。

或，所述封裝結構呈框狀，封裝結構的內壁上設有一圈向內凸出的環形凸緣，所述環形凸緣設置于金屬極板的另一面所在側，環形凸緣上沿自身走向設有一圈第三環形凹槽，所述第三環形凹槽的槽口垂直朝向金屬極板的另一面設置，所述金屬極板另一面上的密封圈設置于第三環形凹槽內。

或，所述封裝結構包括第一封裝結構和第二封裝結構，所述第一封裝結構設置于金屬極板的邊緣上，并通過注塑成型的方式與金屬極板的邊緣一體化連接，所述第二封裝結構設置于膜電極的邊緣上，并通過注塑成型的方式與膜電極的邊緣一體化連接，所述第一封裝結構和第二封裝結構上分別設有相配合的卡扣結構。

或，所述金屬基板的邊緣朝向膜電極彎折，并與膜電極的邊緣貼合，所述封裝結構通過機械鉚接的方式連接金屬極板和膜電極的邊緣。