[發(fā)明專利]一種絕緣式集流板和燃料電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010076653.3
• 申請(qǐng)日: 2020-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN113161573A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程敬德;趙樹釗;梁鵬;麥建明;唐厚聞;李紅濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海氫晨新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/0286
• 分類號(hào): H01M8/0286;H01M8/0273;H01M8/0276;H01M8/0202;H01M8/2465
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

本發(fā)明涉及一種絕緣式集流板和燃料電池，絕緣式集流板包括板芯模塊和絕緣板模塊，所述的絕緣板模塊的中央設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，所述板芯模塊的形狀和凹槽結(jié)構(gòu)的形狀相匹配，板芯模塊嵌入凹槽結(jié)構(gòu)中，所述絕緣模塊上設(shè)有一個(gè)開口槽，該開口槽的一端連接凹槽結(jié)構(gòu)，另一端連接絕緣板模塊的邊緣，所述的板芯模塊上設(shè)有一個(gè)引出端，板芯模塊嵌入凹槽結(jié)構(gòu)后，引出端嵌入開口槽中，其端部在絕緣板模塊外懸空。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠提高集流板的密封性和絕緣性，使得電池在工作過程中反應(yīng)物質(zhì)與板芯模塊不發(fā)生接觸，起到完全絕緣的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種絕緣式集流板和燃料電池。

背景技術(shù)

質(zhì)子交換膜燃料電池是一種通過催化劑將陽極氫氣分解為質(zhì)子和電子，質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極，電子則通過外電路到達(dá)陰極，電子、質(zhì)子與氧氣在陰極催化劑催化下生成水的電化學(xué)裝置，具有效率高，溫度低，清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

在質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)，集流板布置在堆芯的上下兩端來實(shí)現(xiàn)電流的正負(fù)極輸出。但是，現(xiàn)有的集流板采用的是一整片金屬板的形式，其大小也和堆芯中的截面積大小相同，容易存在以下問題：整片金屬板的形式的密封絕緣效果較差，尤其是在集流板與反應(yīng)物、尾氣和冷卻劑等的物質(zhì)接觸的公共管道部分，無法做到完全的絕緣。因此，在燃料電池的使用過程中，集流板會(huì)和反應(yīng)物資接觸而發(fā)生腐蝕和電解現(xiàn)象，由此導(dǎo)致堆芯中的膜電極的金屬離子發(fā)生污染，從而嚴(yán)重影響電堆的性能和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種絕緣式集流板和燃料電池。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種絕緣式集流板，包括板芯模塊和絕緣板模塊，所述的絕緣板模塊的中央設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，所述板芯模塊的形狀和凹槽結(jié)構(gòu)的形狀相匹配，板芯模塊嵌入凹槽結(jié)構(gòu)中，所述絕緣模塊上設(shè)有一個(gè)開口槽，該開口槽的一端連接凹槽結(jié)構(gòu)，另一端連接絕緣板模塊的邊緣，所述的板芯模塊上設(shè)有一個(gè)引出端，板芯模塊嵌入凹槽結(jié)構(gòu)后，引出端嵌入開口槽中，其端部在絕緣板模塊外懸空。

進(jìn)一步地，所述板芯模塊的厚度和凹槽結(jié)構(gòu)的深度一致，板芯模塊嵌入凹槽結(jié)構(gòu)后，在絕緣板模塊的端面形成一個(gè)完整的平面。

進(jìn)一步地，在凹槽結(jié)構(gòu)的兩端設(shè)有通口結(jié)構(gòu)，該通口結(jié)構(gòu)作為燃料電池的公共管道口。

進(jìn)一步地，所述的板芯模塊的形狀和面積能夠覆蓋與其相連的堆芯的流場區(qū)域。

進(jìn)一步地，所述的板芯模塊上設(shè)有導(dǎo)電鍍層。

進(jìn)一步地，板芯模塊和絕緣板模塊的嵌合處涂有粘合劑。

進(jìn)一步地，所述的絕緣板模塊采用工程塑料板或者橡膠板。

進(jìn)一步地，所述的板芯模塊的形狀為矩形或者橢圓形。

一種燃料電池，在燃料電池內(nèi)集成如上任所述的絕緣式集流板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明將集流板分割為板芯模塊和絕緣板模塊兩個(gè)部分，將傳統(tǒng)的集流板進(jìn)行體積的縮減形成板芯模塊，將未縮減的其余部分由絕緣材料制成絕緣板模塊；由此，本發(fā)明既能通過板芯模塊和堆芯的流場接觸導(dǎo)出電流，不影響其原本功能，又能夠通過絕緣板模塊提高其在四周公共管道部分的密封性和絕緣性，使得電池在工作過程中反應(yīng)物質(zhì)與板芯模塊不發(fā)生接觸，起到完全絕緣的作用；同時(shí)，本發(fā)明集流板的大小和傳統(tǒng)集流板尺寸相同，能夠方便地應(yīng)用于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的燃料電池，不用進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，降低研發(fā)成本。

2、板芯模塊和絕緣板模塊嵌合并且涂有粘合劑，使其整體性更強(qiáng)，使得絕緣板模塊和板芯模塊的結(jié)合更加牢固。

3、板芯模塊上設(shè)有導(dǎo)電鍍層用于減小板芯模塊與電池內(nèi)部的接觸電阻，提高集流板導(dǎo)電性能。

附圖說明