[發明專利]單電池和燃料電池

有效

• 申請號: 202110321213.4
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113113626B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 陸維;劉元宇;劉濟琛;魏剛;耿珺
• 申請（專利權）人: 國家電投集團氫能科技發展有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/0258;H01M8/1004;H01M8/2465
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廉世坤

本發明公開一種單電池和燃料電池，所述單電池包括雙極板，限位組件和膜電極組件，所述雙極板上設有氣體流道，所述限位組件設在所述氣體流道周側的雙極板上，所述限位組件限定出安裝區，所述膜電極組件的部分與所述安裝區內的所述氣體流道相連，所述膜電極組件的另外部分在所述單電池的厚度方向上與所述限位組件間隔設置，所述膜電極組件在所述單電池厚度方向上的長度大于所述限位組件在所述單電池厚度方向上的長度，本發明實施例的單電池，具有結構簡單、成本低、膜電極組件壓縮率可調、使用壽命長和效率高的優點。

技術領域

本發明涉及燃料電池領域，具體地，涉及一種單電池和燃料電池。

背景技術

燃料電池堆組裝過程中，雙極板和膜電極是兩個重要的核心部件，按照雙極板、膜電極、雙極板、膜電極的順序依次疊加放置在已經安裝好的絕緣板、集流板，組裝成一個單電池，重復上述步驟，利用組裝輔助儀器定位裝置將單電池組裝成電堆，在這個過程中，壓裝力的大小特別重要，壓裝力過大，有可能導致氣體擴散層產生塑性變形、質子膜產生裂紋或者是破碎、氣體擴散層性能變化也將會影響流場結構的改變等等問題，因為安裝過程中膜電極和雙極板的接觸距離大小十分關鍵，既要保證能夠和雙極板接觸，也要保證不會由于壓裝力的原因導致膜電極出現破壞等情況，于是在現有對壓裝力有較高要求的情況下，給出了一種新的雙極板結構，在雙極板流道外設計預留限位結構，避免壓裝過程中出現壓裝力對膜電極的較大影響，保證限位結構高度小于膜電極的最大壓縮量。

發明內容

為此，本發明的實施例提出一種結構簡單，膜電極壓縮量可控的單電池。

本發明的實施例提出一種燃料電池。

根據本發明實施例的單電池包括：

雙極板，所述雙極板上設有氣體流道；

限位組件，所述限位組件設在所述氣體流道周側的雙極板上，所述限位組件限定出安裝區；

膜電極組件，所述膜電極組件的部分與所述安裝區內的所述氣體流道相連，所述膜電極組件的另外部分在所述單電池的厚度方向上與所述限位組件間隔設置，所述膜電極組件在所述單電池厚度方向上的長度大于所述限位組件在所述單電池厚度方向上的長度。

根據本發明實施例的單電池，具有結構簡單、成本低、膜電極組件壓縮率可調、使用壽命長和效率高的優點。

在一些實施例中，所述膜電極組件包括絕緣外框和膜電極，所述絕緣外框與所述限位組件在所述單電池的厚度方向上間隔設置，所述絕緣外框上設有開口，所述膜電極的部分設于所述絕緣外框的開口中。

在一些實施例中，膜電極包括第一碳紙、質子交換膜和第二碳紙，所述質子交換膜被夾持于所述第一碳紙和所述第二碳紙之間，所述第一碳紙的部分、所述質子交換膜和所述第二碳紙的部分設于所述絕緣外框的開口中。

在一些實施例中，所述絕緣外框在所述單電池厚度方向上的長度低于所述限位件在所述單電池厚度方向上的長度。

在一些實施例中，所述雙極板還包括第一燃料氣體介質通道和第二燃料氣體介質通道，所述第一燃料氣體介質通道和所述第二燃料氣體介質通道沿所述單電池長度方向相對且間隔設置。

在一些實施例中，所述雙極板還包括第一氧化劑氣體通道和第二氧化劑氣體通道，所述第一氧化劑氣體通道和所述第二氧化劑氣體通道沿所述單電池的長度方向相對且間隔設置。

在一些實施例中，所述雙極板還包括第一冷卻介質通道和第二冷卻介質通道，所述第一冷卻介質通道和所述第二冷卻介質通道沿所述單電池的長度方向間隔且相對設置。

在一些實施例中，所述第一氧化劑氣體通道和所述第一燃料氣體介質通道在所述單電池寬度方向上相對于所述第一冷卻介質通道對稱設置，所述第二氧化劑氣體通道和所述第二燃料氣體介質通道在所述單電池寬度方向上相對于所述第二冷卻介質通道對稱設置。