一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)，包括一體化端板和多節(jié)單池，多節(jié)單池與兩個(gè)一體化端板之間不設(shè)集流板和假電池，一體化端板由導(dǎo)電材料制成，導(dǎo)電材料制成的端板的不與多節(jié)單池接觸的表面進(jìn)行絕緣處理，端板與多節(jié)單池接觸面上加工有氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道，各流道間通過(guò)密封膠線隔離，端板側(cè)面分別加工有與電堆正負(fù)極出線的接口。有益效果是；一體化端板集成了端板、集流板和假電池的功能，減小了電堆體積和電堆重量，有助于提升電堆的體積比功率密度和重量比功率密度；減少了電堆部件，電堆結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，可靠性提升，也提高了電堆組裝和維修效率；只需改動(dòng)端板流場(chǎng)結(jié)構(gòu)即可調(diào)整電堆“假電池”的邊緣效應(yīng)功能，便于結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
【專利說(shuō)明】一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于燃料電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及質(zhì)子交換膜燃料電池電堆結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)燃料電池電堆單池?cái)?shù)量較多時(shí)，為了保證各單池性能的一致性，通常在集流板和端板之間設(shè)有一到數(shù)節(jié)不等的假電池，以避免氣體分配的邊緣效應(yīng)。其不足是:假電池等占據(jù)了一定的體積，而且具有一定的重量，影響了電堆體積比功率和重量比功率的有效提升，也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種燃料電池一體化端板，將端板、集流板和假電池集成為一體。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)，包括端板和多節(jié)單池，多節(jié)單池置于兩端板之間，其特征在于:所述多節(jié)單池與兩端板之間不設(shè)集流板和假電池，單池與兩端板直接接靠；所述端板為，所述一體化端板由導(dǎo)電材料制成，導(dǎo)電材料制成的端板的不與多節(jié)單池接觸的表面覆有絕緣層，端板與多節(jié)單池接觸面上加工有氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道，各流道間通過(guò)密封膠線隔離，端板上的氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道分別與電堆的氫氣通道、空氣通道和冷卻液通道相通；端板側(cè)面分別加工有與電堆正負(fù)極出線的接口，電堆正負(fù)極出線連接在接口上。
[0005]本實(shí)用新型所述一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)電材料制成的一體化端板包括金屬一體化端板或碳纖維一體化端板。
[0006]本實(shí)用新型所述一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬一體化端板包括不銹鋼一體化端板、鋁合金一體化端板、銅一體化端板或鎳一體化端板，對(duì)不銹鋼一體化端板、銅一體化端板和鎳一體化端板的不與多節(jié)單池接觸的表面的絕緣層是噴塑處理的涂塑層，對(duì)鋁合金一體化端板不與多節(jié)單池接觸的表面的絕緣層是陽(yáng)極氧化處理的氧化層。
[0007]本實(shí)用新型所述一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述對(duì)碳纖維一體化端板的不與多節(jié)單池接觸的表面的絕緣層是涂覆樹脂及加熱固化處理的樹脂層。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是；
[0009]I)端板集成了端板、集流板和假電池的功能，在電堆厚度方向只有端板，無(wú)集流板和假電池，在保證功能的同時(shí)減小了電堆體積和電堆重量，有助于提升電堆的體積比功率密度和重量比功率密度，使其更適于在汽車等集成度要求高的場(chǎng)所應(yīng)用；
[0010]2)無(wú)集流板和假電池，在保證功能的同時(shí)較少了電堆部件，電堆結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，可靠性提升，也提聞了電堆組裝和維修效率；
[0011]3)只需改動(dòng)端板流場(chǎng)結(jié)構(gòu)即可調(diào)整電堆“假電池”的邊緣效應(yīng)功能，便于結(jié)構(gòu)優(yōu)化?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)燃料電池電堆典型結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖中，1.端板；2.假電池；3.集流板；4.多節(jié)單池；5.接口 ；6.端板上的氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道；7.—體化端板。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)包括端板和多節(jié)單池4，多節(jié)單池4置于兩端板之間，多節(jié)單池4與兩端板之間不設(shè)集流板3和假電池2，單池與兩端板直接接靠；端板為一體化端板7，一體化端板7由導(dǎo)電材料制成，是金屬一體化端板或碳纖維一體化端板，端板的不與多節(jié)單池接觸的表面覆有絕緣層，金屬一體化端板包括不銹鋼一體化端板、鋁合金一體化端板、銅一體化端板或鎳一體化端板，對(duì)不銹鋼一體化端板、銅一體化端板和鎳一體化端板的不與多節(jié)單池接觸的表面的絕緣層是噴塑處理的涂塑層，對(duì)鋁合金一體化端板不與多節(jié)單池接觸的表面的絕緣層是陽(yáng)極氧化處理的氧化層；對(duì)碳纖維一體化端板的不與多節(jié)單池接觸的表面的絕緣層是涂覆樹脂及加熱固化處理的樹脂層；一體化端板7與多節(jié)單池接觸面上加工有氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道6，各流道間通過(guò)密封膠線隔離，一體化端板上的氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道6分別與電堆的氫氣通道、空氣通道和冷卻液通道相通；一體化端板7側(cè)面分別加工有電堆正負(fù)極出線的接口 5，電堆正負(fù)極出線連接在接口 5上。
[0017]實(shí)施例的電堆結(jié)構(gòu)由150節(jié)單池4和兩側(cè)各一片的一體化端板7組成。一體化端板7尺寸為150mmX 400mmX 30mm,為碳纖維一體化端板。
[0018]碳纖維一體化端板的制備過(guò)程如下:
[0019]將碳纖維端板在環(huán)氧樹脂中浸潰后，于200°C下加熱固化30min，使其表面絕緣；在浸潰過(guò)環(huán)氧樹脂的碳纖維端板側(cè)面加工出IOmmX20mmX50mm的深孔,將電堆正負(fù)極出線接口 5插入，以導(dǎo)出反應(yīng)電流；
[0020]在浸潰過(guò)環(huán)氧樹脂的碳纖維端板與多節(jié)單池接觸面上，通過(guò)機(jī)械打磨掉表面環(huán)氧樹脂絕緣層，使其能起到傳導(dǎo)電流的作用；然后分別加工有氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道6，各流道間通過(guò)密封膠線隔離，氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道6分別與電堆的氫氣通道、空氣通道和冷卻液通道相通，起到假電池作用，制成碳纖維一體化端板。
【權(quán)利要求】
1.一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)，包括端板和多節(jié)單池(4)，多節(jié)單池(4)置于兩端板之間，其特征在于:所述多節(jié)單池(4)與兩端板之間不設(shè)集流板(3)和假電池(2)，單池與兩端板直接接靠；所述端板為一體化端板(7)，所述一體化端板(7)由導(dǎo)電材料制成，導(dǎo)電材料制成的端板的不與多節(jié)單池接觸的表面覆有絕緣層，一體化端板(7)與多節(jié)單池接觸面上加工有氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道(6)，各流道間通過(guò)密封膠線隔離，一體化端板上的氫氣流道、空氣流道和冷卻液流道(6)分別與電堆的氫氣通道、空氣通道和冷卻液通道相通；一體化端板(7)側(cè)面分別加工有電堆正負(fù)極出線的接口(5)，電堆正負(fù)極出線連接在接口(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)電材料制成的一體化端板(7)包括金屬一體化端板或碳纖維一體化端板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬一體化端板包括不銹鋼一體化端板、鋁合金一體化端板、銅一體化端板或鎳一體化端板，對(duì)不銹鋼一體化端板、銅一體化端板和鎳一體化端板的不與多節(jié)單池接觸的表面的絕緣層是噴塑處理的涂塑層，對(duì)鋁合金一體化端板不與多節(jié)單池接觸的表面的絕緣層是陽(yáng)極氧化處理的氧化層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種簡(jiǎn)化的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述碳纖維一體化端板的不與多節(jié)單池接觸的表面的絕緣層是涂覆樹脂及加熱固化處理的樹脂層。
【文檔編號(hào)】H01M8/24GK203659996SQ201320807828
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】付宇, 侯中軍, 劉雪婷, 李秋紅 申請(qǐng)人:新源動(dòng)力股份有限公司