燃料电池密封结构制造技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池密封结构，包括分别固定于MEA组件边框两侧的第一密封部件和第二密封部件，其中，第一密封部件位于MEA组件边框朝向双极板阳极侧一侧且与双极板阳极侧上的密封槽适配，第二密封部件位于MEA组件边框朝向双极板阴极侧一侧且与双极板阴极侧上的密封槽适配，第一密封部件和第二密封部件分别用于与阳极侧密封槽和阴极侧密封槽压合密封。使用本发明专利技术提出的燃料电池密封结构，可简化双极板的密封流程，能够有效提升燃料电池的组装效率和密封稳定性能。

Fuel cell sealing structure

【技术实现步骤摘要】
燃料电池密封结构
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池密封结构。
技术介绍
燃料电池是一种能够将化学能转化成电能的化学发电装置，是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，效率高。另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，没有机械传动部件，无有害气体排放或排放量极少，且没有噪音。由此，从能源和生态环境的角度来看，燃料电池将是最有发展前途的发电技术，应用领域广泛。传统燃料电池组装工艺需要事先将密封垫圈一个一个覆盖到双极板两侧的密封槽中，组装效率低，同时，密封垫圈容易错位导致密封性不良的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种燃料电池密封结构，旨在简化双极板的密封流程。为实现上述目的，本专利技术提供一种燃料电池密封结构，包括分别固定于MEA（MembraneElectrodeAssembly，膜电极）组件边框两侧的第一密封部件和第二密封部件，其中，第一密封部件位于MEA组件边框朝向双极板阳极侧一侧且与双极板阳极侧上的密封槽适配，第二密封部件位于MEA组件边框朝向双极板阴极侧一侧且与双极板阴极侧上的密封槽适配，第一密封部件和第二密封部件分别用于与阳极侧密封槽和阴极侧密封槽压合密封。优选地，所述第一密封部件和第二密封部件均为固定于MEA组件边框上的密封条环绕成的密封圈结构，密封条的宽度为1~2mm、高度为0.7~1.5mm。优选地，所述第一密封部件和第二密封部件均包括具有抗压缩变形性能的第一密封材料层和具有耐高温性能的第二密封材料层，所述第一密封材料层和第二密封材料层彼此化学交联。优选地，所述第一密封材料层位于MEA组件边框的外侧，第二密封材料层位于MEA组件边框的内侧。优选地，所述第一密封材料层为硅树脂、乙烯-丙烯-二烯-单体橡胶、含氟弹性体、丁腈橡胶、聚四氟乙烯、聚砜、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、高密度聚乙烯、聚氨酯、氯丁橡胶、乙缩醛、尼龙、聚对苯二甲酸丁二醇酯、丙烯腈-丁二烯橡胶中的至少一种制成，成型后压缩率为60%~80%；所述第二密封材料层为热固化胶或紫外线固化胶制成，固化后压缩率为20％至80％。优选地，所述MEA组件边框上还设有多个第一定位槽，该第一定位槽的外缘朝向双极板阳极侧或阴极侧翘起形成第一定位槽裙围，以嵌套于双极板上的第二定位槽上。优选地，所述第一定位槽裙围的上翘高度小于所述双极板的厚度。优选地，所述第一定位槽为圆弧形槽。优选地，所述第一定位槽设置在MEA组件边框长度方向的外侧。优选地，所述MEA组件边框长度方向上的上下两侧对称设置有多个第一定位槽。本专利技术提出的燃料电池密封结构，能够取得下列有益效果：1）通过将MEA组件边框与密封部件固定在一起（即进行一体式设计），能够实现双极板与MEA组件的快速叠放组装，省去传统燃料电池组装工艺中需要事先将密封垫圈一个一个覆盖到双极板两侧的密封槽中，能够有效的提升燃料电池的组装效率；2）通过将MEA组件与密封部件进行一体式设计，能有效避免传统燃料电池组装工艺中密封垫圈错位导致电池密封性不良的问题；3）密封部件采用了具有抗压缩变形性能和具有耐高温性能复合密封材料，能够提升密封部件的抗压缩变形性能和耐高温性能，进一步提升燃料电池的密封性能及其稳定性；4）通过直接利用双极板和MEA组件的圆弧形第一定位槽进行锁紧固定，进一步减少了电池非化学反应区域/非化学反应部件尺寸，增大了燃料电池的功率密度。另外，通过采用圆弧形曲面裙围的结构进行阻隔绝缘，较传统燃料电池组装方案采用皮套对锁紧螺栓进行绝缘防护的方式，绝缘防护效果级稳定性更佳。附图说明图1为本专利技术燃料电池密封结构第一实施例中MEA组件边框阳极侧的结构示意图；图2为本专利技术燃料电池密封结构第一实施例中MEA组件边框阴极侧的结构示意图；图3为本专利技术燃料电池密封结构第二实施例中MEA组件边框阳极侧的结构示意图。图中，10-MEA组件，11-MEA组件边框，12-第一密封部件，13-第二密封部件，14-MEA，15-第一定位槽。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。参照图1和图2，燃料电池密封结构的第一实施例中，燃料电池密封结构包括分别固定于MEA组件边框11两侧的第一密封部件12和第二密封部件13，其中，第一密封部件12位于MEA组件边框11朝向双极板阳极侧一侧且与双极板阳极侧上的密封槽适配，第二密封部件13位于MEA组件边框11朝向双极板阴极侧一侧且与双极板阴极侧上的密封槽适配，第一密封部件12和第二密封部件13分别用于与阳极侧密封槽和阴极侧密封槽压合密封。MEA组件10包括MEA组件边框11、MEA14、第一密封部件12和第二密封部件13。MEA组件边框11的尺寸与双极板相匹配。组装燃料电池时，第一密封部件12能够卡合到双极板阳极侧的密封槽中，第二密封部件13能够卡合到双极板阴极侧的密封槽中，当燃料电池锁紧时，第一密封部件12能够与双极板阳极侧的密封槽压合密封，第二密封部件13能够与双极板阴极侧的密封槽压合密封。第一密封部件12、第二密封部件13是固定于MEA组件边框11上的，能够实现双极板与MEA组件10进行快速的叠放组装，省去传统燃料电池组装工艺中需要事先将密封垫圈一个一个覆盖到双极板两侧的密封槽中，能够有效的提升燃料电池的组装效率。同时，由于第一密封部件12、第二密封部件13是与MEA组件边框11是固定的，因此还能有效避免传统燃料电池组装工艺中密封垫圈错位导致电池密封性不良的问题。具体地，第一密封部件12和第二密封部件13均为固定于MEA组件边框11上的密封条环绕成的密封圈结构，密封条的宽度为1~2mm、高度为0.7~1.5mm。MEA组件边框11长度方向的宽度3~4mm，第一密封部件12、第二密封部件13设置在MEA组件边框11的中心线上，双极板阳极侧密封槽、阴极侧密封槽的宽度为2~3mm、高度为0.4~0.8mm，组装燃料电池时，能够使得第一密封部件12和第二密封部件13能够很方便地卡合到密封槽中。由于MEA组件边框11、双极板阴阳两侧密封区域的小尺寸设计方案，能够充分保证MEA组件膜电极与双极板阴阳两侧流场板的反应区域的面积。具体地，第一密封部件12和第二密封部件13均包括具有抗压缩变形性能的第一密封材料层和具有耐高温性能的第二密封材料层，第一密封材料层和第二密封材料层彼此化学交联。采用抗压缩变形性能和耐高温性能复合密封材料层的目的在于提升第一密封部件12和第二密封部件13的抗压缩变形性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池密封结构，其特征在于，包括分别固定于MEA组件边框两侧的第一密封部件和第二密封部件，其中，第一密封部件位于MEA组件边框朝向双极板阳极侧一侧且与双极板阳极侧上的密封槽适配，第二密封部件位于MEA组件边框朝向双极板阴极侧一侧且与双极板阴极侧上的密封槽适配，第一密封部件和第二密封部件分别用于与阳极侧密封槽和阴极侧密封槽压合密封。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池密封结构，其特征在于，包括分别固定于MEA组件边框两侧的第一密封部件和第二密封部件，其中，第一密封部件位于MEA组件边框朝向双极板阳极侧一侧且与双极板阳极侧上的密封槽适配，第二密封部件位于MEA组件边框朝向双极板阴极侧一侧且与双极板阴极侧上的密封槽适配，第一密封部件和第二密封部件分别用于与阳极侧密封槽和阴极侧密封槽压合密封。2.如权利要求1所述的燃料电池密封结构，其特征在于，所述第一密封部件和第二密封部件均为固定于MEA组件边框上的密封条环绕成的密封圈结构，密封条的宽度为1~2mm、高度为0.7~1.5mm。3.如权利要求1所述的燃料电池密封结构，其特征在于，所述第一密封部件和第二密封部件均包括具有抗压缩变形性能的第一密封材料层和具有耐高温性能的第二密封材料层，所述第一密封材料层和第二密封材料层彼此化学交联。4.如权利要求3所述的燃料电池密封结构，其特征在于，所述第一密封材料层位于MEA组件边框的外侧，第二密封材料层位于MEA组件边框的内侧。5.如权利要求1所述的燃料电池密封结构，其特征在于，所述第一密封材料层为硅树脂、乙烯-丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗国光，
申请(专利权)人：广州市黄埔乐天实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44