[發明專利]質子交換膜燃料電池及燃料電池汽車

有效

• 申請號: 202110267296.3
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113113628B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 覃博文;劉煜恒;張新豐
• 申請（專利權）人: 東風汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H01M8/026
• 分類號: H01M8/026;H01M8/0265;H01M8/0273;H01M8/0276
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

1.一種質子交換膜燃料電池，其特征在于，包括：

多個電池單元，每個所述電池單元均包括兩個雙極板結構，以及設于兩個所述雙極板結構之間的膜電極；

邊緣絕緣密封結構，密封設于每個所述電池單元的端部邊緣，且所述邊緣絕緣密封結構在相鄰的兩個所述電池單元之間連接為一體；以及，

主絕緣密封結構，設于每個所述電池單元中，且所述主絕緣密封結構密封設于相鄰的兩個所述電池單元之間；

所述邊緣絕緣密封結構包括覆設于所述電池單元的每個所述雙極板結構的端部邊緣的極板絕緣密封結構，兩個所述極板絕緣密封結構的外側連接，且兩個所述極板絕緣密封結構的內側之間具有密封間隙，所述電池單元的膜電極的端部嵌設于所述密封間隙中；

所述極板絕緣密封結構包括分別覆設于所述雙極板結構的端部兩側的各一個極板內側密封部，以及封設于所述雙極板結構的端部外兩側的各一個極板端部密封部，且兩個所述極板端部密封部連接為一體，兩個所述極板端部密封部與兩個所述極板內側密封部一一對應地連接；

在相鄰的兩個所述極板絕緣密封結構中，其中一個所述極板絕緣密封結構的所述極板端部密封部與面對的另一個所述極板絕緣密封結構的所述極板端部密封部連接為一體；其中一個所述極板絕緣密封結構的所述極板內側密封部與面對的另一個所述極板絕緣密封結構的所述極板內側密封部之間形成有所述密封間隙；

雙極板結構的四周邊緣通過極板絕緣密封結構進行絕緣密封；

由雙極板結構的端部內側到端部外側依次設置的極板內側密封部，通過兩個極板內側密封部從雙極板結構的內部兩側對其進行絕緣密封；

所述雙極板結構包括并排設置的第一板體和第二板體，所述極板絕緣密封結構覆設于所述第一板體和所述第二板體的端部；

所述主絕緣密封結構包括突出設于所述第一板體的側面或所述第二板體的側面的絕緣密封凸起結構，所述絕緣密封凸起結構抵緊于與所述第一板體或所述第二板體相鄰的所述膜電極；

所述第一板體和所述第二板體均包括板體主體，以及突出于所述板體主體的同側的多個板體凸脊，所述雙極板結構的所述第一板體的板體凸脊與所述第二板體的板體凸脊背對，所述第一板體的板體凸脊與所述第二板體的板體凸脊與所述膜電極抵接；

相鄰的兩個板體凸脊之間形成板體密封溝槽，所述絕緣密封凸起結構突出設于所述板體密封溝槽的槽底壁上，所述板體密封溝槽的深度值小于所述絕緣密封凸起結構的高度值；

多個所述絕緣密封凸起結構分別一一對應地設于所述第一板體或所述第二板體上相鄰的多個所述板體密封溝槽中；或者，

多個所述絕緣密封凸起結構分別一一對應地設于所述第一板體或所述第二板體上間隔設置的多個所述板體密封溝槽中。

2.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池，其特征在于，所述極板內側密封部的外側端突出于所述雙極板結構的端部外側，所述極板內側密封部的內側端傾斜設于所述雙極板結構的端部內側。

3.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池，其特征在于，所述絕緣密封凸起結構的橫截面形狀設為梯形、或矩形；或者，

所述絕緣密封凸起結構包括橫截面形狀為矩形的凸起底部，以及突出設于所述凸起底部的橫截面形狀為半圓形的凸起頂部，所述凸起底部突出設于所述第一板體的側面或所述第二板體的側面，所述凸起頂部與所述第一板體或所述第二板體相鄰的所述膜電極抵接。

4.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池，其特征在于，所述極板絕緣密封結構和所述絕緣密封凸起結構均設為采用注塑或點膠工藝設于所述電池單元上的三元乙丙橡膠結構或聚烯烴類橡膠結構或硅橡膠結構或氟改性硅橡膠結構。

5.一種燃料電池汽車，其特征在于，包括如權利要求1至4中任意一項所述的質子交換膜燃料電池。