[發明專利]一種空冷型燃料電池用密封墊

在審

• 申請號: 202010428374.9
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111477910A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 王金波;李偉;胡玉鳳
• 申請（專利權）人: 張家口市氫能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0271
• 分類號: H01M8/0271;H01M8/0273;H01M8/0276
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• 代理人: 暫無信息

一種空冷型燃料電池用密封墊，該密封墊包括：1.密封面采用內密封線、網格狀密封結構、外密封線，對電池單體之間的陽極燃料氣體進行密封。2.密封墊上采用擴大的燃料氣體通道，在進氣端，使燃料氣體在進入每個電池單體前分配更均勻；在排氣端，將陽極流場內的水份匯集在擴大的燃料氣體通道區內，以便集中排放。本發明結構簡單，即實現了燃料氣體在電堆單體之間的可靠密封，又使得燃料氣體進入電池單體前進行了均勻分布，離開電池單體時，將部分反應水從陽極流場帶出，匯集在密封墊上擴大的燃料氣體通道內，便于集中排放，利于電堆的穩定運行。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，具體涉及一種空冷型燃料電池電堆用密封墊。

技術背景

燃料電池是一種能量轉化裝置，通過電化學反應將貯存在燃料氣體和氧化劑氣體中的化學能直接轉化為電能，具有能量轉化效率高，環境污染少的優點，有著廣泛的應用前景。

通常燃料電池具有將多個單電池層疊而成的堆疊結構，行業統稱其為燃料電池堆。各單電池具有如下構造：膜電極(MEA：Membrane Electrode Assembly) 與雙極板(BP：Bipolar Plate)，在兩者之間形成有用于沿著膜電極表面供給反應氣體的氣體流道。膜電極包括：固體聚合物電解質膜、催化劑、氣體擴散層。其中陽極電極設置在固體聚合物電解質膜的一個表面上，陰極電極設置在固體聚合物電解質膜的另一個表面上。陽極和陰極電極各自包括催化劑層以及氣體擴散層。

燃料電池由于冷卻方式的不同可以分為空氣冷卻燃料電池(下文簡稱空冷型燃料電池)與液體冷卻燃料電池，因空冷型燃料電池體積小、結構簡單緊湊、供電反應迅速等優點，被廣泛用作小功率電源，在無人機、叉車、巡邏車等方面得到了廣泛應用。

空冷型燃料電池電堆的陰極為開放式，通過空氣的流動，為電堆提供氧氣并帶走部分反應熱；陽極所用的燃料氣體在電堆內部是需要密封的，目前主要采用點膠方式或裁切硅膠墊進行密封，點膠方式形成的密膠墊厚度較難控制，一致性差，粘接力不強。普通硅膠墊采用面密封或線密封，這種方式受擠壓后易變形，使密封效果變差。同時，電池單體所需的燃料氣體是通過供氣歧管提供，電堆內部的多個單體以串聯方式連接，燃料氣體以并聯方式供給；由于電池單體的多片堆疊，供、排氣歧管在電堆內部的管徑一致，易造成燃料氣體進入電池單體前分布不均勻，反應過程中產生的部分水會積聚在陽極流場內，使得陽極易出現積水現象。

因此，在空冷電堆領域尚需解決陽極燃料氣體在電堆單體之間的可靠密封；在燃料氣體進入電池單體前，實現均勻分配；在離開電池單體后，未排出電堆前，燃料氣體帶出的水分有匯聚的空間。

發明內容

本發明是為了克服現有技術存在的缺陷而設計的一種空冷型燃料電池密封墊，主要用于燃料電池單體之間陽極燃料氣體的密封。同時在密封墊上設計有擴大的燃料氣體通道，使進入電池單體前陽極燃料氣體有緩沖的空間，實現均勻分配；在離開電池單體后，未排出電堆前，反應水有匯聚的空間。

為達到目的，本發明采用如下技術方案：

1.一種空冷型燃料電池電堆用密封墊，密封墊由內密封線、外密封線、密封室組成的網狀結構、擴大的陽極燃料氣體通道構成：

優選的，所述內密封線為環形，位于密封墊內測，線寬為0.5-5mm，例如：1mm、 2mm、2.5mm、3mm；

優選的，所述外密封線為環形，位于密封墊外邊緣，線寬為0.5-10mm，例如：2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm；

優選的，所述網格狀結構，位于內密封線、外密封線之間，網格狀結構將密封面分成若干獨立的密封室，密封室之間的分割線高點與密封面等高齊平。