專利名稱：用于燃料電池極板的金屬壓條密封部的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃料電池系統(tǒng)，且更特別地，本發(fā)明涉及用于在燃料電
池系統(tǒng)的極板之間進行密封的壓條密封(bead seal)結構。
背景技術：
在許多應用中已經越來越多地采用燃料電池系統(tǒng)作為電源。例如， 已經提議將燃料電池系統(tǒng)用于用電客戶例如車輛中從而替代內燃機。在 共同擁有的美國專利申請No. 10/418, 536中披露了這樣一種燃料電池
系統(tǒng)，所述美國專利申請在此作為參考而被整體引用。燃料電池還可以 在建筑物和住宅中被用作固定電力設備，例如攝影機、計算機等中的便 攜式電源。典型地，燃料電池產生電力用以對蓄電池進行充電或者為電 動機提供功率。
燃料電池是將燃料例如氫與氧化劑例如氧結合在一起從而產生電 力的電化學裝置。氧通常由空氣流提供。氫與氧結合在一起從而生成水。 也可以使用其它燃料，例如天然氣、曱醇、汽油和煤衍生出的合成燃料。
燃料電池中的基本過程是高效、基本上無污染、靜音、無活動部件 (除了空氣壓縮機、冷卻風扇、泵和致動器之外)的并且可被構造從而 僅留下熱量和作為副產物的水。根據上下文的意思，術語"燃料電池，， 一般指的是單個電池或者多個電池。多個電池一般被組合在一起并且被 布置從而與通常電串聯(lián)布置好的多個電池形成燃料電池堆。由于單個燃 料電池可被組裝成尺寸可變的燃料電池堆，因此燃料電池系統(tǒng)可被設計 從而產生所需的能量輸出水平，進而提供適用于不同應用的設計靈活 性。
例如可以提供不同的燃料電池類型，例如磷酸燃料電池、堿性燃料 電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池和質子交換膜(PEM) 燃料電池。PEM型燃料電池中的基本部件是被聚合物膜電解質隔開的兩 個電極。在每個電極的一側上涂覆有薄的催化劑層。所述電極、催化刑 和膜一起形成了膜電極組件(MEA)。在一種典型的PEM型燃料電池中，膜電極組件被夾在"陽極"擴散 介質(下文中縮寫為"DM")或擴散層與"陰極"擴散介質或擴散層之 間，所述"陽極，，擴散介質和"陰極"擴散介質由彈性、導電且氣體可 透過的材料例如碳織物或碳紙制成。擴散介質起到陽極和陰極的初級集 流器的作用并且為膜電極組件提供力學支承。擴散介質和膜電極組件被 壓制在起到收集來自所述初級集流器的電流的次級集流器的作用一對 導電板之間。該板在雙極板的情況下在位于燃料電池堆內部的相鄰電池 之間傳導電流并且在燃料電池堆外部傳導電流(在燃料電池堆端部為單 極板的情況下)。
所述雙極板典型地包括兩塊薄的相互面對的金屬薄板。所述薄板中 的一塊薄板在其外表面上限定出用以將燃料輸送至膜電極組件的陽極 的流動路徑。另一塊薄板的外表面限定出用以將氧化劑輸送至膜電極組 件的陰極側的流動路徑。當所述薄板聯(lián)接在一起時，聯(lián)接好的表面限定 出用于介電冷卻流體的流動路徑。該極板典型地由能夠提供適當?shù)膹?度、電導率和耐蝕性的可成形金屬例如316L不銹鋼生產得到。
可包含超過一百塊極板的燃料電池堆受到壓縮，并且所述元件借助 穿過燃料電池堆角部且被錨固在燃料電池堆端部框架上面的螺栓被保 持在一起。為了防止來自所述極板對之間的流體發(fā)生所不希望的泄漏， 通常的做法是使用密封件。所述密封件沿所述極板對的圍緣進行設置。 現(xiàn)有技術中的密封件已涉及彈性體材料的使用。這些由彈性體材料形成 的密封件已經非常充分地進行了原型設計。然而，彈性體材料的成本使 得其不適于實現(xiàn)全規(guī)模生產。例如，已出版的2009年8月5日 申請日期2009年2月1日 優(yōu)先權日2008年1月31日
發(fā)明者G·W·弗利, J·A·洛克, S·C·奧夫斯拉格 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司