用于燃料电池的集电器部件制造技术

一种用于燃料电池的集电器部件(206)。所述集电器部件(206)包括第一导电板(210)，其被构造来形成燃料电池的流体限制容积的壁；以及第二导电板(212)，其与所述第一导电板(210)电接触。所述第二导电板(212)包括外部电连接(208)。所述第二导电板(212)具有相较于所述第一导电板(210)的较高导电性。所述第一导电板(210)具有相较于所述第二导电板(212)的较高耐腐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃料电池的集电器部件本公开涉及用于燃料电池的集电器部件的领域。常规的电化学燃料电池将通常均以气态流的形式的燃料和氧化剂转化成电能和反应产物。用于使氢和氧反应的常见类型的电化学燃料电池包括聚合物离子(质子)转移膜，其中燃料和空气通过膜的各个侧。质子(即氢离子)被引导通过膜、由电子平衡，所述电子被引导通过连接燃料电池的阳极和阴极的电路。为了提高可用电压，可形成包括许多这种膜的堆叠，所述膜被设置为具有分开的阳极流体流动路径和阴极流体流动路径。这种堆叠通常以块的形式，所述块包括许多单个燃料电池板，所述单个燃料电池板通过堆叠的任一端处的端板保持在一起。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于燃料电池的集电器部件，所述集电器部件包括：第一导电板，其被构造来形成燃料电池的流体限制容积的壁；第二导电板，其与所述第一导电板电接触，其中所述第二导电板包括外部电连接；其中所述第二导电板具有相较于所述第一导电板的较高导电性，并且所述第一导电板具有相较于所述第二导电板的较高耐腐蚀性。这种集电器部件可受益于第一导电板的高导电性，而没有使材料的选择限制于一种具有充分的耐腐蚀性的材料，所述耐腐蚀性由第二导电板提供。以此方式，集电器部件的热滞后和集电器部件的重量在与现有技术相比时可减少。第一导电板的平面和第二导电板的平面可为平行并且相邻的。集电器部件可被提供为单一结构。集电器部件可进一步包括整合型加热器板，所述整合型加热器板被构造来加热第二导电板。加热器板可与第二导电板直接热接触。加热器板可使堆叠中的第一燃料电池和最后燃料电池能够被加热，从而在燃料电池堆中的单个燃料电池上提供更一致的热分布。集电器部件可进一步包括位于加热器板上的热屏障层。热屏障可被构造来将加热器板与燃料电池堆的端板总成热隔离。因此，热屏障可减少任何外部部件(包括端板总成)影响第一电池和最后电池的温度(性能)和瞬态响应的可能性，如果允许所述外部部件承担双极板温度，则将会影响第一电池和最后电池的温度(性能)和瞬态响应。热屏障可为包覆成型物，所述包覆成型物可密封加热器板和第二导电板，而第二导电板的外部电连接和用于加热器板的电连接处除外。第二导电板和加热器板的一个或两个外部电连接可例如在集电器部件的边缘或面处暴露，以用于电连接。第二导电板和加热器板的外部电连接中的一个或两个可延伸至集电器部件/燃料电池堆的外部面/边缘，或可从集电器部件/燃料电池堆的外部面/边缘延伸。以此方式，可方便地提供至第二导电板和/或加热器板的必要电连接。第一导电板可被构造来充当燃料电池的电极板。第一导电板可被构造成与燃料电池堆中的燃料电池膜/流体扩散层相邻。第一导电板可被构造来紧靠流体扩散层。第二导电板可与流体限制容积隔离。因此，第二导电板的关于耐腐蚀性要求不像第一导电板的要求那样重要。第一导电板可包括一个或多个流体流动通道。可由第一导电板、垫圈和膜电极总成限定/界定流体限制容积。可提供用于燃料电池的集电器部件，所述集电器部件包括：导电板，其被构造来形成燃料电池的流体限制容积的壁；加热器板，其被构造来加热所述导电板；以及热屏障，其位于所述加热器板上；其中所述集电器部件为单一结构。将加热器板整合至这种单一结构中是有利的，因为其提供了单个部件，所述单个部件可在其可并入的燃料电池堆中的燃料电池上维持适当均匀的温度分布，而不会不适当地加热燃料电池堆的外部面。另外，单一结构可为加热器板提供环境保护，例如免受水飞溅和/或一般潮湿的保护。加热器板可包括单个电阻丝或加热器网/阵列。可维持导电板(其可被称为集电器板)的平行性和平坦性准确度，因为可通过将加热器板封装在导电板和热屏障之间来适应加热器板的形状的任何不规则性。也就是说，加热器板的不规则形状以集电器部件的外部表面呈现。因此，可使用具有不平整表面的加热器板(例如由编织材料制作的加热器板)。此外，提供加热器板在热屏障的隔离性能内的完全围堵/封装可减少寄生损失。可提供一种包括多个如本文中所公开的任何燃料电池板总成的燃料电池。可提供一种包括如本文中所公开的集电器部件的燃料电池。可提供一种包括多个如本文中所公开的任何燃料电池板总成的燃料电池堆。可提供一种包括如本文中所公开的集电器部件的燃料电池堆。燃料电池堆可包括：阳极集电器板，其包括本文中所公开的任何集电器部件；以及阴极集电器板，其包括本文中所公开的任何集电器部件；其中所述阴极集电器板的所述第一导电板具有相较于所述阳极集电器板的所述第一导电板的较高耐腐蚀性。现在仅通过实例的方式，参照附图给出描述，在附图中：图1示出了根据本专利技术的一个实施方案的燃料电池堆，所述燃料电池堆包括两个集电器部件；图2示出了根据本专利技术的一个实施方案的集电器部件的从前面观察的分解图；图3示出了图2的集电器部件的从后面观察的分解图；图4示出了图2的处于组装状态中的集电器部件的前视图；以及图5示出了图4的集电器部件的后视图。本文中所公开的一个或多个实施方案涉及用于燃料电池的集电器部件，所述集电器部件包括与彼此电接触的两个导电板。第一导电板形成燃料电池的流体限制容积的壁，并且第二导电板包括外部电连接。第二导电板具有相较于第一导电板的较高导电性，并且第一导电板具有相较于第二导电板的较高耐腐蚀性。这种集电器部件可受益于第一导电板的高导电性，而没有使材料的选择限制于一种具有充分的耐腐蚀性的材料，所述耐腐蚀性由第二导电板提供。图1示出了根据本专利技术的一个实施方案的燃料电池堆100，所述燃料电池堆包括两个集电器部件106。燃料电池堆100具有多个燃料电池104，所述燃料电池在每个端处具有端板总成102。在一些实施例中，燃料电池104包括双极电极板。与每个端板总成102相邻的是根据本专利技术的一个实施方案的集电器部件106。每个集电器部件106提供用于将燃料电池堆100包括在电路中外部电连接，在此实施例中为接片108。图2示出了根据本专利技术的一个实施方案的集电器部件206从前面观察的分解图。在此实施例中，集电器部件206包括四个层，所述四个层可被整合在一起以将集电器部件206提供为单一部件/结构。四个层为：第一导电板210；第二导电板212；加热器板214和热屏障216。当集电器部件206位于燃料电池堆中时，热屏障216最接近相邻端板总成。第一导电板210和第二导电板212一起提供堆叠中的端燃料电池的电极板。当组装燃料电池堆时，第一导电板210与燃料电池膜/流体扩散层相邻，并且可紧靠燃料电池膜/流体扩散层。应了解，燃料电池堆的一个端处的第一导电板210和第二导电板212一起限定阳极板，并且燃料电池堆的另一端处的第一导电板210和第二导电板212一起限定阴极板。可在燃料电池堆的两个端处，或在燃料电池堆的仅一个端处提供本文中所描述的集电器部件206。本文中所描述的集电器部件206将在燃料电池的阳极侧提供还原环境，并且将在燃料电池的阴极侧提供氧化环境。在一些实施例中，充当阴极集电器的第一导电板210可由相较于阳极集电器的较高等级的不锈钢制成，假设具有各种材料的相关联氧化物层厚度是电气上可接受的。也就是说，可提供具有阳极集电器部件和阴极收集器部件的燃料电池堆，其中阴极收集器部件的第一导电板具有相较于阳极收集器部件的第一导电板的较高耐腐蚀性。第一导电板210形成端燃料电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃料电池的集电器部件，所述集电器部件包括：第一导电板，其被构造来形成燃料电池的流体限制容积的壁；第二导电板，其与所述第一导电板电接触，其中所述第二导电板包括外部电连接；其中所述第二导电板具有相较于所述第一导电板的较高导电性，并且所述第一导电板具有相较于所述第二导电板的较高耐腐蚀性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.01 GB 1207574.31.一种用于燃料电池的集电器部件，所述集电器部件包括：第一导电板，其被构造来形成燃料电池的流体限制容积的壁；第二导电板，其与所述第一导电板电接触，其中所述第二导电板包括外部电连接；整合型加热器板，所述整合型加热器板被构造来加热所述第二导电板；以及在所述加热器板上的热屏障层；其中所述第二导电板具有相较于所述第一导电板的较高导电性，并且所述第一导电板具有相较于所述第二导电板的较高耐腐蚀性，并且其中所述热屏障为包覆成型物，所述包覆成型物密封所述加热器板和所述第二导电板，而所述第二导电板的所述外部电连接和用于所述加热器板的电连接处除外。2.如权利要求1所述的集电器部件，其中所述第一导电板的平面和所述第二导电板的平面彼此平行并且相邻。3.如权利要求1所述的集电器部件，其中所述第二导电板与所述流体限制容积隔离。4.如权利要求1所述的集电器部件，其中所述加热器板与所述第二导电板直接热接触。5.如权利要求1所述的集电器部件，其中所述热屏障被构造来将所述加热器板与燃料电池堆的端板总成热隔离。6.如权利要求1所述的集电器部件，其中所述外部电连接被暴露以用于电连接。7.如权利要求6所述的集电器部件，其中所述外部电连接延伸至所述集电器部件的外部边缘。8.如权利要求6或权利要求7所述的集电器部件，其中所述外部电连接从所述集电器部件的外部边缘延伸。9.如权利要求1所述的集电器部件，其中所述第一导电板被构造来充当燃料电池的电极板。10.如权利要求1所述的集电器部件，其中所述第一导电板被构造成与燃料电池堆中的流体扩散层相邻。11.如权利要求10所述的集电器部件，其中所述第一导电板被构造来紧靠流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·戴维·胡德，
申请(专利权)人：智慧能量有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB