制造用于电化学电池的部件的方法以及电化学电池和电池堆技术

通过增材制造工艺形成用于电化学电池的部件。可以重复增材制造工艺以生产燃料电池堆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造用于电化学电池的部件的方法以及电化学电池和电池堆
装置和方法涉及通过增材制造或3D打印技术生产一种或多种电化学电池、电池部件。部件可以包括可以一起形成双极板组件和/或膜电极组件(MEA)的一个或多个隔板或任意MEA部件。该方法可以包括：使用掺杂的、浸渍的或涂覆的聚合物向部件提供导电性能，以及施加电磁或其他能量来源来诱导焊接，用于沿三个维度生产更坚固且电各向同性的结构。
技术介绍
电化学电池(如，燃料电池)通过化学反应产生电力。燃料电池中的一个常见反应由氢和氧之间的反应组成，从而产生水并释放电荷。通常，各电池仅产生少量电压。为了提高电压以有效工作，将电池串联在燃料电池堆中。燃料电池通常包括至少一个MEA，并且在存在两个MEA的情况下，存在至少一个可以分隔这两个MEA的双极板组件。MEA可以包括多个层，其中，层的数量取决于待构造的MEA。在一个实施方式中，MEA可以是5层MEA，其包括夹在阳极催化剂层和阴极催化剂层之间的聚合物电解质膜。各催化剂层的外表面由气体扩散层界定。双极板组件通常包括阳极隔板和阴极隔板。双极板组件位于两个M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造电化学电池部件的方法，所述方法包括：/na.提供用于生产3D物体的增材制造设备，该增材制造设备包括：支撑平台，其具有用于在支撑平台上产生三维物体的构建区域；以及可移动沉积装置，用于在该构建区域上沉积可流动的导电材料；/nb.用加热装置将导电材料加热至高于第一温度，从而为沉积装置提供可流动的导电材料，该可流动材料在低于第二温度时凝固；/nc.移动可移动沉积装置以将可流动导电材料依次沉积在支撑平台的构建区域上，从而产生用于电化学电池的部件，该部件具有至少一个用于介质传输的通道。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180411 US 15/950,4621.一种制造电化学电池部件的方法，所述方法包括：
a.提供用于生产3D物体的增材制造设备，该增材制造设备包括：支撑平台，其具有用于在支撑平台上产生三维物体的构建区域；以及可移动沉积装置，用于在该构建区域上沉积可流动的导电材料；
b.用加热装置将导电材料加热至高于第一温度，从而为沉积装置提供可流动的导电材料，该可流动材料在低于第二温度时凝固；
c.移动可移动沉积装置以将可流动导电材料依次沉积在支撑平台的构建区域上，从而产生用于电化学电池的部件，该部件具有至少一个用于介质传输的通道。


2.如权利要求1所述的方法，其中，导电材料是碳载热塑性材料或热固性材料。


3.如权利要求2所述的方法，其中，碳载热塑性材料是碳涂覆热塑性纤丝。


4.如权利要求1所述的方法，其中，通道的横截面区域随着沉积而变化。


5.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：使用设备以在部件中打印多个通道以及与通道连通的一个或多个歧管。


6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括活化步骤，以使导电材料固化。


7.如权利要求1所述的方法，其中，将通道打印成曲折通道，该曲折通道沿着一个部件面的长度，在该部件面上从一侧横行到该面的相对侧。


8.如权利要求7所述的方法，其中，将部件打印成包括在曲折通道一个末端处且与曲折通道流体连通的第一开口、以及在曲折通道另一末端处且与曲折通道流体连通的第二开口。


9.如权利要求1所述的方法，其中，将部件打印成包括阳极隔板、阴极隔板和/或双极板。


10.如权利要求9所述的方法，其中，将所述双极板打印成在板的相对侧上包括两个活性表面，其中，一个活性表面面对阳极电极电池，并且相对侧面对阴极电极电池。


11.如权利要求7所述的方法，其中，将所述部件打印成包括阳极隔板，该阳极隔板具有打印在阳极隔板的一侧上的阳极隔板曲折通道，并且还包括：
在阳极隔板周围添加电绝缘材料，
将膜电极组件放置在阳极隔板上，
在膜电极组件和电绝缘材料上用初始可流动的沉积材料打印阴极隔板，
其中，所述阴极隔板在第一侧上打印有第一阴极板曲折通道，在第二侧上打印有第二阴极板曲折通道。


12.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括：向阳极隔板、阴极隔板、电绝缘材料或膜电极组件中的一个或多个施加能量。


13.如权利要求12所述的方法，其中，能量导致阳极隔板变得可流动，从而使膜电极组件嵌入阳极隔板中。


14.如权利要求7所述的方法，其中，打印在阳极隔板和阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·库克，K·C·贺内格，J·A·库摩罗，K·D·普克特，E·S·斯腾格沃特，
申请(专利权)人：德纳有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US