[發(fā)明專利]用于燃料電池的彈性體電池框架

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010642647.X
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN112993307A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鎮(zhèn)赫;梁酉彰;鄭柄憲
• 申請（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/026
• 分類號: H01M8/026;H01M8/0265;H01M8/0273;H01M8/04119
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;趙愛玲

根據(jù)本公開的實施例的用于燃料電池的彈性體電池框架作為構(gòu)成燃料電池的單元電池的電池框架，包括：插入件，包括在聚合物電解質(zhì)膜的一個表面上形成陽極并且在聚合物電解質(zhì)膜的另一表面上形成陰極的膜電極組件和設(shè)置在膜電極組件的兩個表面上的一對氣體擴散層；以及彈性體框架，被設(shè)置成在插入件的外部區(qū)域包圍插入件的邊緣，并且以通過熱熔接在與插入件的邊緣的界面處接合的板的形式設(shè)置，在彈性體框架的寬度方向的邊緣沿長度方向形成有用于排出插入件中生成的生成水的排出流路。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種用于燃料電池的彈性體電池框架，并且更特別地，涉及一種使生成水順暢地排出的用于燃料電池的彈性體電池框架。

背景技術(shù)

燃料電池是一種通過在堆中進行電化學(xué)反應(yīng)將燃料所具有的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置，不僅可以供應(yīng)工業(yè)用、家庭用和車輛用驅(qū)動電力，而且還可以用于向諸如便攜式裝置的小型電子設(shè)備供應(yīng)電力，近年來，燃料電池的使用范圍正逐漸向高效清潔能源擴展。

一般的燃料電池的單元電池具有位于最內(nèi)側(cè)的膜電極組件(MEA)，并且膜電極組件包括能夠使氫離子(質(zhì)子(proton))移動的聚合物電解質(zhì)膜和涂覆在電解質(zhì)膜的兩個表面上以使氫和氧可以發(fā)生反應(yīng)的催化劑層，即陽極(anode)和陰極(cathode)。

此外，氣體擴散層(GDL)層疊在膜電極組件的外部部分，即陽極和陰極所位于的外部部分上，分離板位于氣體擴散層的外部部分上，在分離板上形成流路(flow field)以供應(yīng)燃料并排出反應(yīng)產(chǎn)生的水。

為了從燃料電池產(chǎn)生期望水平的輸出，通過將具有上述配置的多個單元電池串聯(lián)層疊來構(gòu)成燃料電池堆。燃料電池堆具有聯(lián)接到單元電池的最外側(cè)的端板，以支撐并固定多個單元電池。

同時，常規(guī)上，為了便于單元電池的氣密性保持和層疊工藝，制造并使用了集成膜電極組件和墊圈的膜-電極-墊圈組件(Membrane-Electrode-Gasket Assembly，MEGA)。

此外，近年來，還提出了集成將氣體擴散層接合到膜電極組件的插入件和墊圈的集成框架。

然而，常規(guī)的集成框架通過使用粘合劑來接合塑料材料的框架和插入件。此外，當通過使用常規(guī)的集成框架來制造單元電池時，為了粘合分離板和集成框架，需要單獨的粘合構(gòu)件和密封構(gòu)件。這樣的工藝導(dǎo)致材料成本和制造成本上升。

同時，在燃料電池的情況下，存在以下問題：由于化學(xué)反應(yīng)而生成的生成水積聚在反應(yīng)區(qū)域的外部部分上，從而腐蝕膜電極組件(MEA)。

膜電極組件(MEA)的腐蝕極大地影響了燃料電池的耐久性，是必須防止的重要因素。

通常，為了有效地從燃料電池排出生成水，在許多情況下形成了用于排出水的槽結(jié)構(gòu)。然而，存在以下問題：在通過在膜電極組件(MEA)或氣體擴散層(GDL)中形成排出生成水的槽或?qū)⑸伤占诮饘俜蛛x板上來排出生成水的方法的情況下，生成水仍然殘留在反應(yīng)區(qū)域。

此外，存在以下缺點：在諸如膜電極組件(MEA)和氣體擴散層(GDL)的薄層中制造槽結(jié)構(gòu)實際上很難實現(xiàn)，并且當通過成形在金屬分離板上制造該結(jié)構(gòu)時，反應(yīng)區(qū)域可能改變。

作為背景技術(shù)解釋的前述內(nèi)容僅旨在幫助理解本公開的背景，而并非旨在表示本公開落入本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的在于提供一種用于燃料電池的彈性體電池框架，在彈性體框架中形成用于排出生成水的排出流路以使生成水順暢地排出。