一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明質子交換膜燃料電池領域，尤其涉及質子交換膜燃料電池薄雙極板密封結構。
【背景技術】
[0002]現有技術的燃料電池薄雙極板與膜電極之間的密封主要通過膠線密封實現，包括線密封和面密封兩種。線密封是將膠線置于密封槽內，為防止膠線溢出或錯位，通常采用膠粘接(將膠線粘在薄雙極板的密封槽上，或粘在膜電極邊框上，或兩者兼具)或在膠線槽沿線預留膠線溢出的空間；面密封是用密封片在薄雙極板的密封區(qū)密封?，F有技術的不足是:線密封由于粘接是用粘接力將膠線束縛，造成應力較為集中，導致膜電極邊框形變，進而造成膜電極物理結構失效；而且對粘接力和操作精度要求較高，實際密封效果難以保證；預留空間式線密封在膠線溢出到預留空間時，膠線在膜電極兩側會發(fā)生錯位，導致該處密封能力下降，同時也會對膜電極邊框形成剪切進而造成膜電極物理結構失效；面密封時密封片與極板間的結合力或者是摩擦力不夠，密封可靠性難以保障；同時，現有技術的各種密封功能單一，對可靠性、產品的其他工程要求集成度差。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的是開發(fā)一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，克服現有技術的不足。
[0004]為實現上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是:一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，包括薄雙極板、膜電極邊框和密封膠線，薄雙極板上設有密封槽，密封膠線置于密封槽內，膜電極邊框置于密封膠線上，其特征在于:所述薄雙極板上的密封槽底是平面，密封槽的兩邊是凸起的薄雙極板密封槽內沿和薄雙極板密封槽外沿；所述密封膠線伸出薄雙極板密封槽外沿，端部與薄雙極板及膜電極邊框外沿平齊，密封膠線位于薄雙極板密封槽外沿處設有凹槽，凹槽與薄雙極板密封槽外沿相匹配，密封膠線與膜電極邊框接觸的面為平面。
[0005]本發(fā)明所述一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，其特征在于:所述薄雙極板上密封槽數量為I?3個，密封槽在薄雙極板邊部由內向外沿并排排列，最外面的密封槽外沿凸起是薄雙極板的外沿；所述密封膠線上的凹槽與薄雙極板上的密封槽數量相等并分別與對應的薄雙極板密封槽外沿相匹配。
[0006]本發(fā)明所述一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，其特征在于:所述密封膠線上凹槽底部的厚度為膜電極中心高出膜電極邊框的高度差的I?3倍；密封膠線在密封槽內的體積占該處密封槽截面積的60 %?100 %。
[0007]本發(fā)明所述一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，其特征在于:所述密封膠線為丁腈橡膠、氯丁橡膠、氯基橡膠、氟橡膠、氯醚橡膠、硅橡膠、工程塑料、陶瓷、石墨或石墨復合材料制成。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1、密封膠線上的凹槽與薄雙極板密封槽外沿凸起匹配，起到相互限位的作用；在電堆組裝和運行過程中，密封膠線在凹槽處和填充在薄雙極板密封槽處同時受力，使電堆具有穩(wěn)定可靠的密封性能；
[0010]2、在各節(jié)薄雙極板間形成有效限位，有助于防止單池過壓，保證電堆多節(jié)間的一致性；
[0011]3、與膜電極邊框直接接觸的是較寬的密封膠線平面，利于保護膜電極的邊框不形變，避免膜電極的物理結構被破壞；
[0012]4、密封槽凸起處與密封膠線凹槽處容易對正，方便密封膠線放置，操作效率高；
[0013]5、密封膠線用材廣泛，易于獲取，可根據性能或成本需要進行選??；
[0014]6、密封膠線受壓后外緣凸出電堆外側，可以防止金屬薄薄雙極板間短路，保證電堆的絕緣性；還可防止外界沖擊振動直接作用于電堆本體，具有緩沖減震的作用。
【附圖說明】
[0015]圖1是自然狀態(tài)下有單個密封槽的密封結構切面示意圖。
[0016]圖2是組裝狀態(tài)下有單個密封槽的密封結構切面示意圖。
[0017]圖3是自然狀態(tài)下有三個密封槽的密封結構切面示意圖。
[0018]圖中，1.膜電極邊框；2.薄薄雙極板；3.薄雙極板密封槽內沿；4.薄雙極板密封槽；5.薄雙極板密封槽外沿；6.薄雙極板外沿；7.密封膠線。
【具體實施方式】
[0019]以下結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，包括薄雙極板2、膜電極邊框I和密封膠線7，薄雙極板2上設有密封槽4，密封槽4數量為I?3個，密封槽4在薄雙極板邊部由內向外沿并排排列，最外面的薄雙極板密封槽外沿凸起是薄雙極板的外沿；密封膠線7置于密封槽4內，膜電極邊框I置于密封膠線7上，薄雙極板2上的密封槽4底是平面，密封槽4的兩邊是凸起的薄雙極板密封槽內沿3和薄雙極板密封槽外沿5 ;密封膠線7伸出薄雙極板密封槽外沿5，端部與薄雙極板2及膜電極邊框I外沿平齊，密封膠線7位于密封槽外沿5處設有凹槽，凹槽與薄雙極板密封槽外沿5相匹配，密封膠線7與膜電極邊框I接觸的面為平面，密封膠線7上的凹槽與薄雙極板上的密封槽數量相等并分別與對應的薄雙極板密封槽外沿5相匹配，密封膠線7上凹槽底部的厚度為膜電極中心高出膜電極邊框的高度差的I?3倍；密封膠線7在密封槽4內的體積占該處密封槽4截面積的60%?100%，密封膠線7為丁腈橡膠、氯丁橡膠、氯基橡膠、氟橡膠、氯醚橡膠、硅橡膠、工程塑料、陶瓷、石墨或石墨復合材料制成。
[0021]實施例1:
[0022]質子交換膜燃料薄雙極板為0.2mm厚304SS不銹鋼薄雙極板，薄雙極板上有I個密封槽，密封槽兩側有凸起的薄雙極板密封槽內沿3和薄雙極板密封槽外沿5 ;密封膠線7上有I個與薄雙極板密封槽外沿5凸起對應的凹槽；密封膠線7凹槽處厚度為膜電極中心高出膜電極邊框高度差的I倍；密封膠線7在密封槽內的體積占該處密封槽總截面積的60% ;密封膠線7外沿與薄雙極板2及膜電極邊框I外沿平齊密封膠線7與膜電極邊框I接觸的面為平面；密封膠線7用材為硅橡膠。
[0023]實施例2:
[0024]質子交換膜燃料薄雙極板為0.08mm厚316L不銹鋼薄雙極板，薄雙極板上有3個密封槽，每個密封槽兩側有凸起的薄雙極板密封槽內3和薄雙極板密封槽外沿5 ;密封膠線7上有3個與薄雙極板密封槽外沿5凸起對應的凹槽；密封膠線7凹槽處厚度為膜電極中心高出邊框高度差的3倍；密封膠線7在3個密封槽4內的體積占該處密封槽總截面積的比例從內到外分別是60%、100%和100% ;密封膠線7外沿與薄雙極板2及膜電極邊框I外沿平齊，密封膠線7與膜電極邊，I接觸的面為平面；密封膠線7用材為氟橡膠。
【主權項】
1.一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，包括薄雙極板(2)、膜電極邊框(I)和密封膠線(7)，薄雙極板(2)上設有密封槽(4)，密封膠線(7)置于密封槽(4)內，膜電極邊框(I)置于密封膠線(7)上，其特征在于:所述薄雙極板(2)上的密封槽(4)底是平面，密封槽(4)的兩邊是凸起的薄雙極板密封槽內沿(3)和薄雙極板密封槽外沿(5);所述密封膠線(7)伸出薄雙極板密封槽外沿(5)，端部與薄雙極板(2)及膜電極邊框(I)外沿平齊，密封膠線(7)位于薄雙極板密封槽外沿(5)處設有凹槽，凹槽與薄雙極板密封槽外沿(5)相匹配，密封膠線(7)與膜電極邊框⑴接觸的面為平面。
2.根據權利要求1所述一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，其特征在于:所述薄雙極板(2)上密封槽(4)數量為I?3個，密封槽(4)在薄雙極板邊部由內向外沿并排排列，最外面的薄雙極板密封槽外沿凸起是薄雙極板的外沿(6);所述密封膠線(7)上的凹槽與薄雙極板上的密封槽數量相等并分別與對應的薄雙極板密封槽外沿(5)相匹配。
3.根據權利要求2所述一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，其特征在于:所述密封膠線(7)上凹槽底部的厚度為膜電極中心高出膜電極邊框的高度差的I?3倍；密封膠線(7)在密封槽(4)內的體積占該處密封槽(4)截面積的60%?100%。
4.根據權利要求3所述一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，其特征在于:所述密封膠線(7)為丁腈橡膠、氯丁橡膠、氯基橡膠、氟橡膠、氯醚橡膠、硅橡膠、工程塑料、陶瓷、石墨或石墨復合材料制成。
【專利摘要】一種適用于薄雙極板具有限位功能的密封結構，包括薄雙極板、膜電極邊框和密封膠線，薄雙極板上設有密封槽，密封槽底是平面，密封槽的兩邊是凸起的內沿和外沿；密封膠線置于密封槽內并伸出密封槽的外沿，端部與薄雙極板及膜電極邊框外沿平齊，密封膠線位于密封槽外沿處設有凹槽，凹槽與薄雙極板密封槽外沿相匹配，密封膠線與膜電極邊框接觸的面為平面。有益效果是：密封膠線與密封槽相互限位，電堆密封性能穩(wěn)定可靠；保證電堆多節(jié)間的性能一致；密封膠線放置方便，操作效率高；具有緩沖減震的作用；膜電極邊框與密封膠線接靠的是平面，邊框不易形變，避免膜電極的物理結構被破壞；密封膠線用材廣泛，易于獲取，可根據需要進行選取。
【IPC分類】H01M8-04, H01M8-02
【公開號】CN104538654
【申請?zhí)枴緾N201410804689
【發(fā)明人】侯中軍, 付宇, 梁棟
【申請人】新源動力股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月22日