[發明專利]一種燃料電池的密封結構及燃料電池電堆的裝配方法

有效

• 申請號: 202011363517.9
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112310433B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 白清友;孫毅;賈古寨;李郭威;張銳;鄧呈維
• 申請（專利權）人: 航天氫能（上海）科技有限公司;上海空間電源研究所
• 主分類號: H01M8/0276
• 分類號: H01M8/0276;H01M8/0286;H01M8/2404
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;周乃鑫

1.一種燃料電池的密封結構，其特征在于，所述燃料電池為若干個電池單體層疊形成的層疊體，所述的電池單體包括兩個極板和設于所述兩個極板之間的膜電極(3)；所述的密封結構包括：極板、膜電極(3)、極板密封墊圈、冷卻液密封墊圈(6)；其中，

所述極板的邊緣具有密封筋，所述密封筋為所述極板的邊緣朝向所述膜電極一側凹入形成的凹槽；所述的密封筋呈矩形；

兩排所述密封筋之間形成極板密封槽；所述極板密封墊圈設于所述極板密封槽內；所述極板密封墊圈與所述極板接觸的一面設有極板密封墊圈膠線槽，通過向所述極板密封墊圈膠線槽中施膠，將所述極板密封墊圈與所述極板粘接；所述極板密封墊圈在朝向所述膜電極(3)的一側具有兩個與所述膜電極(3)接觸的突起；

所述冷卻液密封墊圈(6)設于兩個電池單體的相鄰極板之間；所述冷卻液密封墊圈的兩側呈棒槌形，以和所述密封筋適配；所述冷卻液密封墊圈(6)具有2個冷卻液密封墊圈膠線槽(11)，所述冷卻液密封墊圈膠線槽(11)分別設于所述冷卻液密封墊圈(6)與所述相鄰極板接觸的面上，通過向所述冷卻液密封墊圈膠線槽(11)中施膠，將所述冷卻液密封墊圈(6)與所述極板粘接。

2.根據權利要求1所述的燃料電池的密封結構，其特征在于，所述的極板為金屬極板。

3.根據權利要求1所述的燃料電池的密封結構，其特征在于，所述的突起的高度占所述的極板密封墊圈的總厚度的比例為10％-40％。

4.根據權利要求1所述的燃料電池的密封結構，其特征在于，所述的極板包括陽極板(1)和陰極板(2)；所述的密封筋包括陽極板密封筋(7)和陰極板密封筋(8)；所述極板密封槽包括陽極板密封槽和陰極板密封槽；所述的極板密封墊圈包括陽極密封墊圈(4)和陰極密封墊圈(5)；所述極板密封墊圈膠線槽包括陽極密封墊圈膠線槽(9)和陰極密封墊圈膠線槽(10)；其中，

所述陽極板(1)的邊緣具有陽極板密封筋(7)，所述陽極板密封筋(7)為所述陽極板(1)的邊緣朝向所述膜電極(3)一側凹入形成的凹槽；兩排所述陽極板密封筋(7)之間形成陽極板密封槽；所述的陽極密封墊圈(4)設于所述陽極板密封槽內；所述陽極密封墊圈(4)在與所述陽極板(1)接觸的一面設有陽極密封墊圈膠線槽(9)，通過向所述陽極密封墊圈膠線槽(9)中施膠，將所述陽極密封墊圈(4)與所述陽極板(1)粘接；

所述陰極板(2)的邊緣具有陰極板密封筋(8)，所述陰極板密封筋(8)為所述陰極板(2)的邊緣朝向所述膜電極(3)一側凹入形成的凹槽；兩排所述陰極板密封筋(8)之間形成陰極板密封槽；所述陰極密封墊圈(5)設于所述陰極板密封槽內；所述陰極密封墊圈(5)在與所述陰極板(2)接觸的一面設有陰極密封墊圈膠線槽(10)，通過向所述陰極密封墊圈膠線槽(10)中施膠，將所述陰極密封墊圈(5)與所述陰極板(2)粘接。

5.根據權利要求4所述的燃料電池的密封結構，其特征在于，所述的陽極板密封筋(7)和所述的陰極板密封筋(8)的高度均為0.2-0.4mm；所述的陽極密封墊圈(4)和所述的陰極密封墊圈(5)的厚度均為0.4-0.6mm；所述的突起的高度為0.1-0.2mm。

6.根據權利要求4所述的燃料電池的密封結構，其特征在于，所述的陽極密封墊圈膠線槽(9)設于所述陽極密封墊圈(4)的中部，深度為0.1-0.15mm，寬度為0.3-0.7mm；所述的陰極密封墊圈膠線槽(10)設于所述陰極密封墊圈(5)的中部，深度為0.1-0.15mm，寬度為0.3-0.7mm。

7.根據權利要求4所述的燃料電池的密封結構，其特征在于，所述的2個冷卻液密封墊圈膠線槽(11)對稱設置于所述冷卻液密封墊圈(6)的中部。

8.根據權利要求4所述的燃料電池的密封結構，其特征在于，所述冷卻液密封墊圈(6)的厚度為0.5-0.8mm；所述的冷卻液密封墊圈膠線槽(11)的深度為0.1-0.15mm，寬度為0.3-0.7mm；所述冷卻液密封墊圈(6)的呈棒槌形的兩側的厚度為0.85-1.20mm。

9.一種燃料電池電堆的裝配方法，其特征在于，所述的燃料電池電堆含有權利要求4至8中任意一項所述的燃料電池的密封結構；所述的方法包含：將設有所述陽極密封墊圈(4)的陽極板(1)、膜電極(3)、設有所述陰極密封墊圈(5)的陰極板(2)及粘接于所述陰極板(2)的冷卻液密封墊圈(6)依次疊裝形成電池單體，然后向所述冷卻液密封墊圈膠線槽(11)中施膠，將所述冷卻液密封墊圈(6)與相鄰電池單體的陽極板(1)粘接。