一种散热装置及金属双极板的焊接方法制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种散热装置及金属双极板的焊接方法，涉及燃料电池技术领域。主要采用的技术方案为：一种散热装置，用于在金属双极板焊接时，对焊缝进行散热；金属双极板具有相对设置的第一侧部和第二侧部，且金属双极板的第一侧部的焊接处形成焊缝；其中，散热装置包括散热垫板；其中，散热垫板在与金属双极板的焊缝对应的位置处设置成凸起部分；其中，在金属双极板焊接时，所述散热垫板的凸起部分用于接触所述金属双极板的第二侧部上的与所述焊缝对应的位置处。本发明专利技术主要用于在确保金属双极板的焊接密封性的前提下，能减小金属双极板的焊接变形量。

A welding method of heat dissipation device and metal bipolar plate

【技术实现步骤摘要】
一种散热装置及金属双极板的焊接方法
本专利技术涉及一种燃料电池
，特别是涉及一种散热装置及金属双极板的焊接方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池能把氢气直接转化为电能，且具有零污染、较高的能量转化效率和较低的工作温度等优点，被认为是未来最有前景的新能源技术之一。金属双极板是质子交换膜燃料电池中最主要的部件之一，它占了整个电堆80％的重量，几乎所有的体积。其在电堆中主要作用是分隔反应气体、支撑质子交换膜、收集电流和排除反应产生的热量和水。一般情况下，如图1和图2所示，金属双极板1是由两块0.1mm厚的阳极金属单板12(即，氧气侧板)和阴极金属单板11(即，氢气侧板)通过激光焊接的方式焊在一起，形成中间腔13为水、两侧为氢气和空气流道的金属双极板。金属双极板在激光焊接处会形成焊缝14。但是，本专利技术的专利技术人发现：在金属双极板的焊接过程中，焊接能量的大小对金属双极板的变形量影响非常大；如果采用较小的焊接能量，虽然金属双极板会有较小的变形量(即，较好的平整度)，但是金属双极板会存在漏气和漏水风险；如果采用较大的焊接能量，虽然能确保金属双极板的焊接密封性，但是会造成金属双极板由于热应力大于其屈服强度而产生较大变形，该变形问题又会减小金属双极板与气体扩散层的有效接触面积，从而提高其接触电阻；在较多金属双极板的装配中，存在较大的变形量会造成误差叠加，最终影响装堆的精度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种散热装置及金属双极板的焊接方法，主要目的在于在确保金属双极板的焊接密封性的前提下，能减小金属双极板的焊接变形量。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：一方面，本专利技术的实施例提供一种散热装置，用于在金属双极板焊接时，对焊缝进行散热；金属双极板具有相对设置的第一侧部和第二侧部，且金属双极板的第一侧部的焊接处形成焊缝；其中，所述散热装置包括：散热垫板，所述散热垫板在与金属双极板的焊缝对应的位置处设置成凸起部分；其中，在金属双极板焊接时，所述散热垫板用于接触金属双极板的第二侧部；所述凸起部分用于接触所述金属双极板的第二侧部上的与所述焊缝对应的位置处。优选的，在金属双极板焊接时，所述散热垫板用于接触所述金属双极板的第二侧部。优选的，所述散热垫板包括：板体，所述凸起部分位于所述板体的第一面上；石墨烯涂层，所述凸起部分上涂设有石墨烯涂层；优选的，所述板体的第一面上涂设有石墨烯涂层。优选的，所述板体的材质为导热材质；优选的，所述板体的材质为铜。优选的，所述散热垫板的内部设置有冷却液流道。优选的，所述冷却液流道的进口位于所述散热垫板的一侧，所述冷却液流道的出口位于散热垫板的另一侧。优选的，所述冷却液通道包括一个S型流道；或所述冷却液通道包括多个依次连通的S型流道。优选的，所述散热垫板上设置有定位销，用于配合金属双极板的阳极金属单板、阴极金属单板上的定位孔，实现所述散热垫板与金属双极板上的定位。另一方面，本专利技术实施例提供一种金属双极板的焊接方法，其中，在金属双极板的焊接过程中，采用上述任一项所述的散热装置对金属双极板上形成的焊缝进行散热。优选的，所述金属双极板的焊接方法，包括如下步骤：将金属双极板定位在散热垫板上，且使散热垫板的凸起部分接触金属双极板的第二侧部上的第一位置处；其中，所述第一位置处与金属双极板的第一侧部上的焊接处相对应；所述金属双极板包括阳极金属单板和阴极金属单板；在金属双极板的第一侧部上进行激光焊接处理，以使金属双极板中的阳极金属单板和阴极金属单板焊接在一起；其中，金属双极板上形成的焊缝与散热垫板上的凸起部分对应。优选的，在将金属双极板定位在散热垫板上之后，还包括：在散热垫板上的冷却液通道中通入冷却液的步骤。与现有技术相比，本专利技术的一种散热装置及金属双极板的焊接方法至少具有下列有益效果：本专利技术实施例提供的散热装置，通过在金属双极板的焊接过程中，使散热垫板上的凸起部分与金属双极板上的焊缝的背面相接触，以对焊缝进行很好地散热；这样在对金属双极板进行激光焊接时，可以采用较大的焊接能量，以确保金属双极板的焊接密封性，在此由于散热垫板的散热作用，能尽可能的减小焊接热量传递到金属双极板的内部，从而能减小金属双极板的焊接变形量。在此，优选的，散热垫板与金属双极板的第二侧部接触，能进一步提高散热效果。进一步地，本专利技术实施例提供的散热装置，通过在散热垫板的凸起部分或散热垫板的整个设有凸起部分第一面(包括凸起部分的表面)上涂设石墨烯层，由于石墨烯层具有较好的导热性能和散热性能，能进一步减少金属双极板的焊接变形量。进一步地，本专利技术实施例提供的散热装置，通过在散热垫板的内部设置冷却液流道，以通过冷却液对焊缝进行散热，以进一步避免焊接热量传递到金属双极板内部，能进一步减小金属双极板的焊接变形量。进一步地，本专利技术实施例提供的散热装置，为了使散热垫板与金属双极板(阳极金属单板、阴极金属单板)之间能很好地定位，本实施例通过在散热垫板上设置与阳极金属单板、阴极金属单板上的定位孔适配的定位销，来提高定位精度。另一方面，本专利技术实施例还提供一种金属双极板的焊接方法，在对金属双极板进行焊接时，通过采用上述的散热装置对金属双极板的焊缝进行散热。因此，本专利技术实施例提供的金属双极板的焊接方法具有上述任一项所述有益效果，在此不一一赘述。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是金属双极板的结构示意图；图2是金属双极板的侧视图；图3是本专利技术实施例提供的一种散热装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种散热装置与金属双极板的配合示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种散热装置在金属双极板焊接时的使用示意图；图6是图5所示结构中A处的结构放大图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。实施例1一方面，本实施例提供一种散热装置，用于在金属双极板焊接(即，优选激光焊接)时(即，将如图1所示金属双极板的阳极金属单板12和阴极金属单板11焊接在一起时)，对焊缝进行散热。金属双极板具有相对设置的第一侧部和第二侧部，且金属双极板的第一侧部的焊接处形成焊缝。其中，如图3至图6所示，本实施例中的散热装置包括散热垫板2；其中，散热垫板2在与金属双极板1的焊缝14对应的位置处设置成凸起部分21。其中，在金属双极板1焊接时，散热垫板2的凸起部分21用于接触金属双极板的第二侧部上的与焊缝14对应的位置处(即，凸起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热装置，用于在金属双极板焊接时，对焊缝进行散热；金属双极板具有相对设置的第一侧部和第二侧部，且金属双极板的第一侧部的焊接处形成焊缝；其特征在于，所述散热装置包括：/n散热垫板，所述散热垫板在与金属双极板的焊缝对应的位置处设置成凸起部分；/n其中，在金属双极板焊接时，所述散热垫板的凸起部分用于接触所述金属双极板的第二侧部上的与所述焊缝对应的位置处。/n

【技术特征摘要】
1.一种散热装置，用于在金属双极板焊接时，对焊缝进行散热；金属双极板具有相对设置的第一侧部和第二侧部，且金属双极板的第一侧部的焊接处形成焊缝；其特征在于，所述散热装置包括：
散热垫板，所述散热垫板在与金属双极板的焊缝对应的位置处设置成凸起部分；
其中，在金属双极板焊接时，所述散热垫板的凸起部分用于接触所述金属双极板的第二侧部上的与所述焊缝对应的位置处。


2.根据权利要求1的散热装置，其特征在于，在金属双极板焊接时，所述散热垫板用于接触所述金属双极板的第二侧部。


3.根据权利要求1或2所述的散热装置，其特征在于，所述散热垫板包括：
板体，所述凸起部分位于所述板体的第一面上；
石墨烯涂层，所述凸起部分上涂设有石墨烯涂层；优选的，所述板体的第一面上涂设有石墨烯涂层。


4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述板体的材质为导热材质；优选的，所述板体的材质为铜。


5.根据权利要求1-4任一项所述的散热装置，其特征在于，所述散热垫板的内部设置有冷却液流道；
优选的，所述冷却液流道的进口位于所述散热垫板的一侧，所述冷却液流道的出口位于散热垫板的另一侧。


6.根据权利要求5所述的散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱峥栩，沈润，袁蕴超，王利生，刘泽文，上官鹏鹏，
申请(专利权)人：浙江锋源氢能科技有限公司，锋源新创科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33