一種高可靠性的薄雙極板密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于質(zhì)子交換膜燃料電池領(lǐng)域，尤其涉及質(zhì)子交換膜燃料電池薄雙極板與膜電極之間的密封結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)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(shí)現(xiàn)，包括線密封和面密封兩種。線密封是將膠線置于密封槽內(nèi)，為防止膠線溢出或錯(cuò)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(yù)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(xiàn)有技術(shù)的不足是:線密封由于粘接是用粘接力將膠線束縛，造成應(yīng)力較為集中，導(dǎo)致膜電極邊框形變，進(jìn)而造成膜電極物理結(jié)構(gòu)失效；而且對(duì)粘接力和操作精度要求較高，實(shí)際密封效果難以保證；預(yù)留空間式線密封在膠線溢出到預(yù)留空間時(shí)，膠線在膜電極兩側(cè)會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，導(dǎo)致該處密封能力下降，同時(shí)也會(huì)對(duì)膜電極邊框形成剪切進(jìn)而造成膜電極物理結(jié)構(gòu)失效；面密封時(shí)密封片與極板間的結(jié)合力或者是摩擦力不夠，密封可靠性難以保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是開發(fā)一種高可靠性薄雙極板密封結(jié)構(gòu)，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種高可靠性薄雙極板密封結(jié)構(gòu)，包括薄雙極板、陰極板側(cè)密封片和陽極板側(cè)密封片，陰極板側(cè)密封片和陽極板側(cè)密封片分別置于薄雙極板的陰極板和陽極板的密封區(qū)，其特征在于:所述薄雙極板的陰極板和陽極板的密封區(qū)上分別布有一定數(shù)量的間隔的陰極板極板凸起和陽極板極板凸起，陰極板極板凸起和陽極板極板凸起的背面形成挖坑，陰極板極板凸起和陽極板極板凸起在的密封區(qū)上均勻分布；所述陰極板側(cè)密封片和陽極板側(cè)密封片分別通過薄雙極板上的陰極板極板凸起和陽極板極板凸起壓緊定位；所述陰極板側(cè)密封片和陽極板側(cè)密封片的兩側(cè)比薄雙極板兩側(cè)外沿大1.0?5.0mm,陰極板側(cè)密封片和陽極板側(cè)密封片位于薄雙極板兩側(cè)外沿外的對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有密封片凸起和密封片凹槽，密封片凸起置于密封片凹槽內(nèi)，通過凸凹封口使陰極板側(cè)密封片和陽極板側(cè)密封片契合在一起，形成穩(wěn)定密封結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明所述一種高可靠性的薄雙極板密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述薄雙極板密封區(qū)為平面結(jié)構(gòu)，密封區(qū)寬度3.0?10.0mm,陰極板極板凸起和陽極板極板凸起是對(duì)位的或者是錯(cuò)位的，極板凸起的形狀和尺寸是相同的或者是不同的。
[0006]本發(fā)明所述一種高可靠性的薄雙極板密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述陰極板極板凸起和陽極板極板凸起形狀是圓形或長方形，陰極板極板凸起和陽極板極板凸起的高度為0.1?1.8mm，極板凸起等距離排列，極板凸起外沿間隔10?50mm。
[0007]本發(fā)明所述一種高可靠性的薄雙極板密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圓形的極板凸起的直徑為Φ0.2?3.0mm，長方形的極板凸起的長為0.5?5.0mm,寬0.2?3.0mm)。
[0008]本發(fā)明所述一種高可靠性的薄雙極板密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述陰極板側(cè)密封片和陽極板側(cè)密封片厚度高于或等于極板凸起高度。
[0009]本發(fā)明所述一種高可靠性的薄雙極板密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述陰極板側(cè)密封片和陽極板側(cè)密封片位于薄雙極板兩側(cè)外沿外對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有的密封片凸起和密封片凹槽結(jié)構(gòu)為圓凹槽與圓凸起或燕尾槽與燕尾，密封片凸起和密封片凹槽數(shù)量為I?2個(gè)，通過拉鎖、工裝加壓或人工按壓使之連接。
[0010]本發(fā)明所述一種高可靠性的薄雙極板密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述密封片為丁腈橡膠、氯丁橡膠、氯基橡膠、氟橡膠、氯醚橡膠、硅橡膠、工程塑料、陶瓷、石墨或者石墨復(fù)合材料的密封片。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
[0012]1、密封結(jié)構(gòu)可靠有效:通過極板密封區(qū)域的凸點(diǎn)對(duì)密封片定位，通過密封片兩側(cè)的密封片凸起和密封片凹槽將薄雙極板兩側(cè)外的密封片結(jié)合一體，形成密封片與薄雙極板間結(jié)合的雙保險(xiǎn)；
[0013]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，進(jìn)而保證電堆多節(jié)間的一致性；
[0014]3、與膜電極邊框直接接觸的是較寬的密封片平面，利于保護(hù)膜電極的邊框不形變，進(jìn)而避免膜電極的物理結(jié)構(gòu)被破壞；
[0015]4、密封片定位及放置方便，利于提高操作效率；
[0016]5、密封片用材廣泛，如丁腈橡膠、氯丁橡膠、氯基橡膠、氟橡膠、氯醚橡膠、硅橡膠、工程塑料、陶瓷、石墨及其復(fù)合材料；
[0017]6、密封片外緣凸出電堆外側(cè)，可以防止金屬薄雙極板間短路，保證電堆的絕緣性；可以防止外界沖擊振動(dòng)直接作用于電堆本體，起到緩沖減震的作用，提高工程應(yīng)用時(shí)的可靠性。
【附圖說明】
[0018]圖1是陰陽極板密封區(qū)極板凸起對(duì)稱時(shí)的薄雙極板密封區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是圖1的A-A剖視示意圖。
[0020]圖3是圖1的B-B剖視示意圖。
[0021]圖4是陰陽極板密封區(qū)極板凸起錯(cuò)位時(shí)的薄雙極板密封區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5是圖4的C-C剖視示意圖。
[0023]圖6是圖4的D-D剖視示意圖。
[0024]圖7是陰陽極板密封區(qū)極板凸起對(duì)稱時(shí)的密封片密封結(jié)構(gòu)為單燕尾槽的示意圖。
[0025]圖8是陰陽極板密封區(qū)極板凸起對(duì)稱時(shí)的密封片密封結(jié)構(gòu)為復(fù)式燕尾槽的示意圖。
[0026]圖9是陰陽極板密封區(qū)極板凸起對(duì)稱時(shí)的密封片密封結(jié)構(gòu)為單圓凸起/凹槽的示意圖。
[0027]圖10是陰陽極板密封區(qū)極板凸起對(duì)稱時(shí)的密封片密封結(jié)構(gòu)為復(fù)式圓凸起/凹槽的示意圖
[0028]圖中:1、薄雙極板密封區(qū)；2、薄雙極板流場(chǎng)區(qū)；3、陽極板極板凸起；4、陰極板極板凸起；5、密封片凸起；6、雙極板；7、陽極板側(cè)密封片；8、陰極板側(cè)密封片；9、密封片凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0030]高可靠性薄雙極板密封結(jié)構(gòu)包括薄雙極板6、陰極板側(cè)密封片8和陽極板側(cè)密封片7，陰極板側(cè)密封片8和陽極板側(cè)密封片7分別置于薄雙極板6的陰極板和陽極板的密封區(qū)1，薄雙極板6的陰極板和陽極板的密封區(qū)I上分別布有一定數(shù)量的間隔的陰極板極板凸起4和陽極板極板凸起3，陰