一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件制造技术

一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，包括金属极板、膜电极和封装结构，封装结构呈框状，封装结构沿金属极板和膜电极的边缘设置，并连接金属极板和膜电极的边缘，使金属极板和膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。或，包括金属极板、两个密封圈、膜电极和封装结构，封装结构设置于金属极板和膜电极的边缘上，并连接金属极板和膜电极的边缘，使金属极板、两个密封圈、膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。在燃料电池系统制备过程中，仅需直接对多个燃料电池金属极板组件进行层叠式堆叠装配，既能构成燃料电池系统，极大减少了重复定位次数，抑制了错位等装配问题的发生，能有效提高燃料电池系统的制备质量及效率。

A Metal Plate Module for Fuel Cell Based on Modular Packaging

【技术实现步骤摘要】
一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件
本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件。
技术介绍
氢气、氧气在燃料电池中通过电化学反应输出电能，最终生成产物是水，该能源供给方式具有效率高、无污染等特点，受到广泛关注。其中，金属极板燃料电池更是凭借其优异的质量功率比、体积功率比进一步受到市场关注。燃料电池系统通过层叠式装配方式进行组装，由金属极板、密封圈及膜电极组件构成。如图1所示，首先将密封圈2放置于金属极板1上，在其上方覆盖膜电极3，再堆叠金属极板1、密封圈2及膜电极3，经多次堆叠后形成燃料电池系统。如图2所示，膜电极3为电化学反应载体，密封圈2用于密封反应气体，金属极板1用于电流传统及反应气体传导。但是，受限于金属极板1、密封圈2、膜电极3为分散性部件，堆叠过程复杂，过程中易发的错位等装配问题制约燃料电池使用性能及生产效率，工艺鲁棒性较低。综上所述，基于金属极板、密封圈、膜电极部件分散性特点发展的层叠式装配方法已无法满足燃料电池高效、稳定制备要求，对模块化金属极板组件结构的设计提出了需求。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件。本专利技术的目的可以通过下述技术方案来实现：一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，包括金属极板、膜电极和封装结构，所述金属极板的一面上覆盖膜电极，所述封装结构呈框状，封装结构沿金属极板和膜电极的边缘设置，并连接金属极板和膜电极的边缘，封装结构使金属极板和膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。另一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，包括金属极板、两个密封圈、膜电极和封装结构，所述金属极板的两面上均设置一个密封圈，金属极板的一面及该面上的密封圈上覆盖膜电极，所述封装结构设置于金属极板和膜电极的边缘上，并连接金属极板和膜电极的边缘，封装结构使金属极板、两个密封圈、膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。进一步地，所述封装结构呈框状，所述金属极板另一面上的密封圈的外边缘与封装结构的内壁连接。或，所述封装结构呈框状，封装结构的内壁上设有一圈向内凸出的环形凸缘，所述环形凸缘设置于金属极板的另一面所在侧，环形凸缘上沿自身走向设有一圈第三环形凹槽，所述第三环形凹槽的槽口垂直朝向金属极板的另一面设置，所述金属极板另一面上的密封圈设置于第三环形凹槽内。或，所述封装结构包括第一封装结构和第二封装结构，所述第一封装结构设置于金属极板的边缘上，并通过注塑成型的方式与金属极板的边缘一体化连接，所述第二封装结构设置于膜电极的边缘上，并通过注塑成型的方式与膜电极的边缘一体化连接，所述第一封装结构和第二封装结构上分别设有相配合的卡扣结构。或，所述金属基板的边缘朝向膜电极弯折，并与膜电极的边缘贴合，所述封装结构通过机械铆接的方式连接金属极板和膜电极的边缘。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：采用不同结构、工艺制备的封装结构连接金属极板和膜电极，或连接金属极板、两个密封圈、膜电极，组成一个燃料电池金属极板组件，在燃料电池系统制备过程中，仅需直接对多个燃料电池金属极板组件进行层叠式堆叠装配，既能构成燃料电池系统，极大减少了重复定位次数，抑制了错位等装配问题的发生，能有效提高燃料电池系统的制备质量及效率。附图说明图1为现有技术燃料电池系统的层叠式装配的示意图。图2为现有技术燃料电池系统的局部结构示意图。图3为本专利技术实施例1的装配示意图。图4为本专利技术实施例1组成燃料电池系统的局部结构示意图。图5为本专利技术实施例2的装配示意图。图6为本专利技术实施例2组成燃料电池系统的局部结构示意图。图7为本专利技术实施例3的局部结构示意图。图8为本专利技术实施例4的结构示意图。图9为本专利技术实施例4组成燃料电池系统的局部结构示意图。图10为本专利技术实施例5的局部结构示意图。图中部件标号如下：1金属极板2密封圈3膜电极4封装结构41第一环形凹槽42第二环形凹槽43环形凸缘44第三环形凹槽4a第一封装结构4b第二封装结构5燃料电池金属极板组件。具体实施方式以下结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本专利技术。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本专利技术，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本专利技术的范围。实施例1如图3所示，一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，包括金属极板1、膜电极3和封装结构4，所述封装结构4使金属极板1和膜电极3组成一个燃料电池金属极板组件5。具体为：如图4所示，所述金属极板1的一面上覆盖膜电极3，所述封装结构4呈框状，封装结构4沿金属极板1和膜电极3的边缘设置，并连接金属极板1和膜电极3的边缘，封装结构4的内壁上设有与金属极板1边缘相对应的一圈第一环形凹槽41和与膜电极3边缘相对应的一圈第二环形凹槽42。在具体实施时，所述封装结构4可以由粘接胶经固化形成。所述封装结构4不仅起到连接金属极板1和膜电极3的作用，同时也替代了密封圈，在电化学反应时，起到密封金属极板1和膜电极3之间产生的反应气体、防止泄漏的作用。如图4所示，将多个燃料电池金属极板组件进行层叠式堆叠，在减少装配部件密封圈及定位结构的基础上，即可构成燃料电池系统。实施例2如图5所示，一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，包括金属极板1、两个密封圈2（图中重叠在一起的）、膜电极3和封装结构4，所述封装结构4使金属极板1、两个密封圈2、膜电极3组成一个燃料电池金属极板组件5。具体为：如图6所示，所述金属极板1的两面上均设置一个密封圈2，金属极板1的一面及该面上的密封圈2上覆盖膜电极3，所述封装结构4呈框状，封装结构4沿金属极板1和膜电极3的边缘设置，并连接金属极板1和膜电极3的边缘，所述封装结构4的内壁上设有与金属极板1边缘相对应的一圈第一环形凹槽41和与膜电极3边缘相对应的一圈第二环形凹槽42，所述金属极板1另一面上的密封圈2的外边缘与封装结构4的内壁连接。在电化学反应时，所述金属极板1一面上的密封圈2起到密封金属极板1和膜电极3之间产生的反应气体、防止泄漏的作用。在具体实施时，所述封装结构4可以由粘接胶经固化形成。将多个燃料电池金属极板组件进行层叠式堆叠，在减少定位结构的基础上，即可构成燃料电池系统。实施例3如图7所示，一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，包括金属极板1、两个密封圈2、膜电极3和封装结构4，所述封装结构4使金属极板1、两个密封圈2、膜电极3组成一个燃料电池金属极板组件。具体为：所述金属极板1的两面上均设置一个密封圈2，金属极板1的一面及该面上的密封圈2上覆盖膜电极3，所述封装结构4呈框状，封装结构4沿金属极板1和膜电极3的边缘设置，并连接金属极板1和膜电极3的边缘，封装结构4的内壁上设有与金属极板1边缘相对应的一圈第一环形凹槽41和与膜电极3边缘相对应的一圈第二环形凹槽42，封装结构4的内壁上设有一圈向内凸出的环形凸缘43，所述环形凸缘43设置于金属极板1的另一面所在侧，环形凸缘43上沿自身走向设有一圈第三环形凹槽44，所述第三环形凹槽44的槽口垂直朝向金属极板1的另一面设置，所述金属极板1另一面上的密封圈2设置于第三环形凹槽44内。在电化学反应时，所述金属极板1一面上的密封圈2，起到密封金属极板1和膜电极3之间产生的反应气体、防止泄露的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，其特征在于，包括金属极板、膜电极和封装结构，所述金属极板的一面上覆盖膜电极，所述封装结构呈框状，封装结构沿金属极板和膜电极的边缘设置，并连接金属极板和膜电极的边缘，封装结构使金属极板和膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。

【技术特征摘要】
1.一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，其特征在于，包括金属极板、膜电极和封装结构，所述金属极板的一面上覆盖膜电极，所述封装结构呈框状，封装结构沿金属极板和膜电极的边缘设置，并连接金属极板和膜电极的边缘，封装结构使金属极板和膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。2.根据权利要求1所述的基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，其特征在于，所述封装结构的内壁上设有与金属极板边缘相对应的一圈第一环形凹槽和与膜电极边缘相对应的一圈第二环形凹槽。3.根据权利要求1或2所述的基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，其特征在于，所述封装结构由粘接胶经固化形成。4.一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，其特征在于，包括金属极板、两个密封圈、膜电极和封装结构，所述金属极板的两面上均设置一个密封圈，金属极板的一面及该面上的密封圈上覆盖膜电极，所述封装结构设置于金属极板和膜电极的边缘上，并连接金属极板和膜电极的边缘，封装结构使金属极板、两个密封圈、膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。5.根据权利要求4所述的基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，其特征在于，所述封装结构呈框状，所述金属极板另一面上的密封圈的外边缘与封装结构的内壁连接。6.根据权利要求4所述的基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜天豪，彭林法，蓝树槐，徐一凡，毕飞飞，
申请(专利权)人：上海治臻新能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31