燃料电池组件和相应的组装方法技术

一种组装燃料电池板组件的方法，所述方法包括：将双极板安置于建造点平台上(1602)；将预制的第一流体扩散层安置在所述双极板上并且与其对齐(1606)；将第一道粘着剂相邻于所述双极板和所述第一流体扩散层的外围边缘来分配(1610)；并且将预制的MEA和第二流体扩散层安置成与所述第一道粘着剂密封接合，从而在所述双极板、所述第一流体扩散层的外围边缘与所述MEA和第二流体扩散层之间形成密封(1612)，其中所述方法包括在任何或所有所述安置或分配步骤(1302、1606、1610、1612)之前或之后，降低所述建造点平台(1604、1608)。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池组件和相应的组装方法本申请为分案申请，原申请的申请日是2013年5月20日、申请号是201380027966.8(PCT/GB2013/051309)、专利技术名称为“燃料电池组件和相应的组装方法”。
技术介绍
本公开涉及燃料电池板组件和组装燃料电池板组件的方法的领域，并且具体而言，尽管不排他地，涉及可装配在一起以形成燃料电池堆叠的燃料电池板组件和组装燃料电池堆叠的方法。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。因为燃料与氧化剂的反应产生热量以及电功率，所以一旦达到操作温度，燃料电池堆叠需要冷却。冷却可经由强迫空气通过阴极流体流动路径来实现。在开放阴极堆叠中，氧化剂流动路径和冷却剂路径是相同的，即迫使空气通过堆叠将氧化剂供应至阴极并且冷却堆叠。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供组装燃料电池板组件的方法，所述方法包括：将双极板安置于建造点平台上；任选地降低建造点平台；将预制的第一流体扩散层安置在所述双极板上并且与其对齐；任选地降低建造点平台；将第一道粘着剂相邻于双极板和第一流体扩散层的外围边缘来分配；将预制的MEA和第二流体扩散层安置成与第一道粘着剂密封接合，从而在双极板、第一流体扩散层的外围边缘与MEA和第二流体扩散层之间形成密封；并且任选地降低建造点平台；其中所述方法包括在任何或所有安置或分配步骤之前和/或之后降低建造点平台。此方法允许方便并有效地在单一建造点处组装，并且不需要大量人为干预。另外，通过在部件安置操作之间降低建造点平台可有利地提供一致组装平台。所述方法可为自动的。所述方法可进一步包括将预制的MEA和第二流体扩散层安置在第一道粘着剂上并且与其密封接合，以使得预制的MEA和第二流体扩散层的端面与第一道粘着剂密封接合。分配粘着剂可包括丝网印刷粘着剂且/或使用转移胶带将半流体粘着剂安置在所需位置中。可提供组装燃料电池堆叠的方法，所述方法包括：将第一端板安置于建造点平台上；降低所述建造点平台；重复地执行组装燃料电池板组件，并且降低建造点平台以便在第一端板上组装多个燃料电池板组件的任何方法；将第二端板安置于多个燃料电池板组件上。所述方法可进一步包括压缩第一端板、多个燃料电池板组件和第二端板。有利地，此压缩可在建造点平台上的建造点处执行。所述方法可进一步包括将第一端板、多个燃料电池板组件和第二端板固定于压缩状态下。有利地，此固定可在建造点平台上的建造点处执行。双极板可具有第一和/或第二端口。组装燃料电池板组件的方法可进一步包括：将第二道粘着剂以围绕双极板的第一端口的环形式来分配；且/或将第三道粘着剂以围绕双极板的第二端口的环形式来分配。第二和第三道粘着剂可提供燃料电池堆叠中的相邻双极板的相应端口之间的密封。以此方式，可贯穿燃料电池堆叠的厚度来提供流体连通通道以便为每个燃料电池板组件提供流体。所述方法可进一步包括将一或多道粘着剂暴露于紫外线以使粘着剂固化。在已经组装燃料电池堆叠之后使粘着剂固化可为有利的，以便在建造点处不占用宝贵的时间。这可改进每个燃料电池堆叠的制造时间并且提供组装方法的处理量增加。根据本专利技术的另一个方面，提供燃料电池板组件，其包括：双极板；定位在所述双极板上并且与其对齐的预制的第一流体扩散层；与所述双极板和所述第一流体扩散层的外围边缘相邻定位的第一道粘着剂；以及预制的MEA和第二流体扩散层，其与所述第一道粘着剂密封接合，从而在所述双极板、所述第一流体扩散层的外围边缘与所述MEA之间形成密封。可提供燃料电池堆叠，其包括：第一端板；如本文公开位于第一端板上的多个燃料电池板组件；和位于所述多个燃料电池板组件上的第二端板。双极板可具有第一和/或第二端口。燃料电池板组件可进一步包括：第二道粘着剂，其被配置来提供围绕双极板的第一端口的环；且/或第三道粘着剂，其被配置来提供围绕双极板的第二端口的环。第二和第三道粘着剂可被配置来提供燃料电池堆叠中的相邻双极板的相应端口之间的密封。附图说明现在仅通过实例的方式，参照附图给出描述，在附图中：图1至4示意性地展示如何可建造根据本专利技术的一个实施方案的燃料电池板组件；图5展示定位在图4的燃料电池板组件顶部上的第二双极板的剖视图；图6至12示意性地示出根据本专利技术的一个实施方案可如何构建燃料电池板组件；图13示意性地示出根据本专利技术的一个实施方案可如何将燃料电池堆叠装配在一起；图14示意性地示出根据本专利技术的一个替代实施方案可如何将燃料电池堆叠装配在一起；图15示出根据本专利技术的一个实施方案的燃料电池堆叠；并且图16示出根据本专利技术的一个实施方案的方法。具体实施方式本文公开的一个或多个实施方案涉及在建造点平台上的单一建造点处组装燃料电池板组件和燃料电池堆叠的方法。所述方法可为自动的并且可提供不需要大量或任何人为干预的有效和便利的组装方法。有利地，建造点平台可在部件安置操作之后降低以便提供一致位置。图1至4展示如何可建造根据本专利技术的一个实施方案的燃料电池板组件。图1展示双极板102。图2展示安置在双极板上的预制的第一流体扩散层210。图3展示分配于双极板102和预制的第一流体扩散层210上的粘着剂314、316。图4展示安置于预制的第一流体扩散层和粘着剂316上的层压层418，其包括膜电极组件和第二流体扩散层。进一步细节在以下提供。图1展示可提供根据本专利技术的一个实施方案的燃料电池板组件的一部分的双极板102的一个末端。在图1中展示的双极板102的末端具有端口104。应认识到双极板102的另一个末端也可具有端口，如图6中展示。端口104用于接收流体，如氢气，其被提供至电极的有效区域。电极的有效区域的覆盖区在图1中用参考符号105展示，虽然电极本身未展示。电极在以下参照图4来更详细描述。有效区域105可被认为是与电极表面接触以使得为电极提供所需反应气体以促进经由膜的质子交换的气体扩散层(GDL)的覆盖区/区域。端口104在穿过双极板102的厚度的方向上接收流体。除了将流体提供至电极以外，当在构建堆叠时，双极板的端口对齐时，端口104也将流体传送至燃料电池堆叠中的相邻燃料电池组件。在此实例中，双极板102具有多个流体流动通道106，其为不连续的并且横跨双极板102的侧向宽度来延伸。以这种方式，在流体进入流体流动通道106时，流体可横跨有效区域105的宽度来侧向分散。如以下更详细地论述，流体经由气体扩散层沿着双极板102的纵向长度来传送。然而，一个或多个任选端口通道108可提供端口104与有效区域105之间的流体连接。端口通道108可以双极板102中的沟槽形式来提供。端口通道108与流体扩散层之间的关系在以下参照图2来更详细描述。另外，一个或多个任选连接通道107也可将流体在沿着双极板102的长度的连续流体流动通道106之间运输。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组装燃料电池板组件的方法，所述方法包括：将第一双极板安置于建造点平台上，其中所述第一双极板具有设置在所述双极板的第一端上的第一流体端口；将预制的气体扩散层安置在所述双极板上并且与其对齐，其中所述气体扩散覆盖横跨所述双极板的横向宽度延伸的至少一个端口通道；将第一道粘着剂相邻于所述双极板和所述气体扩散层的外围边缘来分配；并且将预制的MEA和第二气体扩散层安置成与所述第一道粘着剂密封接合，从而在所述双极板、所述第一流体扩散层的外围边缘与所述MEA和第二气体扩散层之间形成密封；将第二道粘着剂分配为围绕所述第一流体端口的环，所述第二道粘合剂配置为密封第二双极板；和其中所述第一双极板和所述第二双极板与所述第一流体端口密封接合。

【技术特征摘要】
2012.05.28 GB 1209362.11.一种组装燃料电池板组件的方法，所述方法包括：将第一双极板安置于建造点平台上，其中所述第一双极板具有设置在所述双极板的第一端上的第一流体端口；将预制的气体扩散层安置在所述双极板上并且与其对齐，其中所述气体扩散覆盖横跨所述双极板的横向宽度延伸的至少一个端口通道；将第一道粘着剂相邻于所述双极板和所述气体扩散层的外围边缘来分配；并且将预制的MEA和第二气体扩散层安置成与所述第一道粘着剂密封接合，从而在所述双极板、所述第一流体扩散层的外围边缘与所述MEA和第二气体扩散层之间形成密封；将第二道粘着剂分配为围绕所述第一流体端口的环，所述第二道粘合剂配置为密封第二双极板；和其中所述第一双极板和所述第二双极板与所述第一流体端口密封接合。2.如权利要求1所述的方法，其包括在将所述双极板安置在所述建造点平台上之后，降低所述建造点平台。3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其包括在将所预制的第一气体扩散层安置在所述双极板上并且与其对齐之后，降低所述建造点平台。4.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其包括在将所预制的MEA和第二气体扩散层安置成与所述第一道粘着剂密封接合之后，降低所述建造点平台。5.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述方法是自动...

【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