用于燃料电池的粘合方法技术

一种第一组件(1)和第二组件(2)的粘合方法，包括以下步骤：在所述第一组件(1)上和/或所述第二组件(2)上沉积第一粘合构件，所述第一粘合构件选自慢固粘合构件(3)或快固粘合构件(4)，在所述第一组件(1)上和/或所述第二组件(2)上沉积第二粘合构件，所述第二粘合构件选自慢固粘合构件(3)或快固粘合构件(4)，且所述第二粘合构件与所述第一粘合构件不同，使所述两个组件(1，2)接触，按压以及使慢固粘合构件(3)进行固化。应用于组装双极板(6)。应用于组装燃料电池(7)。组装燃料电池(7)。组装燃料电池(7)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃料电池的粘合方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，更具体涉及可应用于组装此类燃料电池的各种组成板的粘合方法。

技术介绍

[0002]氢燃料电池或质子交换膜燃料电池(PEMFC)以已知的方式，通过利用膜电极组件进行用于合成水的化学反应来产生电能，所述膜电极组件包括被两层催化剂包围的电解质。氢气H2被带到位于膜一侧的阳极。它通过氧化进行分解：2H2→
4H
+
+4e
－
，分解成两个氢质子H
+
和两个电子e
－
。两个H
+
质子通过膜电极组件迁移到位于膜电极组件另一侧的阴极。氧气O2以空气的形式被供应到阴极。如果在阳极和阴极之间建立允许e
－
电子流动的电路，则会到达阴极。在阴极，氧气O2还原成两个氧离子O
2－
：O2+4e
－
‑
>2O
2－
。氢质子和氧离子在阴极结合形成水：4H
+
+2O
2－
‑
>2H2O。该反应放热明显。电子e
－
的循环产生电能。
[0003]已知为实现燃料电池以将阳极(有利地是金属的)、膜电极组件和阴极(有利地是金属的、有利地以薄层的形式)叠加。由于单个电池产生的电能很少，因此经常将几十或几百个这种电池叠加成电池组。然后，电池的每个阳极或阴极分别与下一个或前一个电池的阴极或阳极电接触。电池串联连接。然后，电路将第一阳极/阴极与电池组的最后一个阴极/阳极连接。
[0004]阳极、阴极、膜电极组件分别集成到阳极板、阴极板、隔膜板中。板，包括其元件：阳极或阴极或由组装元件完成的膜电极组件，以及用于供应反应气体或反应产物出口的通道。
[0005]由此，所有类型的板：阳极、阴极、双极板或隔膜板，呈现类似的形状或至少可以堆叠。所有板都被至少一个重叠且相对的开口刺穿，以形成至少一个携带氢的通道，从而将该气体带到阳极。所有板都被至少一个重叠且相对的开口刺穿，以形成至少一个携带空气的通道，从而将氧气带到阴极并排出由化学反应产生的水。所有板还被至少一个重叠且相对的开口刺穿，以形成至少一个通道，冷却液体在该通道中循环，以排出由化学反应产生的大量热量。
[0006]还已知的是，将阳极板和阴极板背靠背预组装以获得双极板。然后可以通过周期性地堆叠双极板和隔膜板来组装电池。如果所有双极板沿相同方向排列，则周期顺序相同：阳极、膜电极组件、阴极，阳极等。仅电池的两端不同在于它们具有单个阳极或阴极，以及连接到各种反应气体和冷却液体的构件。
[0007]为了创建不同的通道：氢气、空气、冷却液体，需要在不同板之间创建气体和/或液体密封。
[0008]根据现有技术，在阳极板和相邻阴极板之间，在两个相邻电池之间的界面处，或在构成双极板的两快金属板之间的组装和密封是通过连续滚焊例如通过激光进行进行的。这种方法需要大量时间，大约30秒量级，以组装阳极板和阴极板并生产双极板。该时间乘以生产燃料电池所需的数十或数百个双极板，实际上与工业生产并不真正兼容。因此，需要寻求
用于双极板的组装和密封的替代且更快速的实施方案。
[0009]根据现有技术，阳极板、阴极和隔膜板之间的密封是通过硅胶垫圈实现的。该接口还可有利地受益于本专利技术的可选实施方案。

技术实现思路

[0010]本专利技术的原理在于用可以有利地对所有板同时进行粘合(binding)代替必须逐板进行的焊接或密封。
[0011]然而，为了获得保证与燃料电池的寿命相兼容的长寿命的粘合，必须使用具有慢固(slow
‑
setting)缺点的粘合介质。这种慢固粘合剂不能保证在形成燃料电池的组装操作期间的板的相对定位。本专利技术的主要技术构思为将快固粘合构件(quick
‑
setting binding means)与慢固粘合构件(slow
‑
setting binding means)组合使用。因此，快固粘合构件确保粘合部件的立即组装，至少在慢固粘合构件干燥/固化所需的时间内。
[0012]例如，快固粘合剂，无论是否处于压力下，可以理解为在小于10秒，优选小于5秒，甚至更优选小于1秒内固化。慢固粘合构件是指在30秒至24小时，优选30秒至1小时，更优选5分钟至15分钟，甚至更优选30秒至15分钟，甚至更优选30秒至1分钟内固化的粘合构件。
[0013]更具体地，慢固粘合构件可设置为具有30秒或更长的固化时间，而快固粘合构件可设置为具有10秒或更短的固化时间。快固和/或慢固定义为在压力下或不在压力下固化。
[0014]本专利技术涉及一种将第一组件和第二组件粘合的方法，包括以下步骤：
[0015]在所述第一组件上和/或所述第二组件上应用第一类型的粘合构件，所述第一类型的粘合构件选自慢固粘合构件或快固粘合构件，
[0016]在所述第一组件上和/或所述第二组件上应用与所述第一类型的粘合构件不同的第二类型的粘合构件，所述第二类型的粘合构件选自慢固粘合构件或快固粘合构件，
[0017]使所述两个组件接触，
[0018]按压以及
[0019]使所述慢固粘合构件固化。
[0020]粘合方法包括沉积慢固粘合构件及快固粘合构件的步骤，
[0021]其中所述慢固粘合构件被设置为具有比所述快固粘合构件的快固更慢的固化。
[0022]即，在粘合方法期间给定的第一时间点，快固粘合构件已经发生固化或干燥，而慢固粘合构件还没有固化或干燥。因此，在该给定的第一时间点，快固粘合构件确保附着，而慢固粘合构件仍在固化。在第一时间点之后的第二时间点，快固粘合构件和慢固粘合构件均固化或干燥，因此均发生附着。
[0023]有利地，所述粘合方法包括沉积慢固粘合构件和快固粘合构件的步骤，
[0024]其中所述慢固粘合构件被设置为具有比所述快固粘合构件的快固更慢的固化，以及
[0025]所述慢固粘合构件被设置为具有30秒或更长的固化时间，且所述快固粘合构件被设置为具有10秒或更短的固化时间。
[0026]或者，可以将快固粘合构件与慢固粘合构件组合使用，其中所述快固粘合构件被设置为在小于10秒，优选小于5秒，甚至更优选小于1秒固化，所述慢固粘合构件被设置为在30秒至24小时之间、优选30秒至1小时之间、甚至更优选5至15分钟之间、甚至更优选30秒至
15分钟之间，以及甚至更优选地在30秒和1分钟之间固化。
[0027]更具体地，第一组件和第二组件的粘合方法可以包括以下步骤：
[0028]在所述第一组件上和/或所述第二组件上应用慢固粘合构件，
[0029]在所述第一组件上和/或所述第二组件上应用快固粘合构件。
[0030]可单独或组合使用的具体特征或实施方案为：
[0031]所述慢固粘合构件沉积在至少一个连续闭合的轮廓中，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种第一组件(1)和第二组件(2)的粘合方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供慢固粘合构件和快固粘合构件，其中所述慢固粘合构件具有比所述快固粘合构件的快固化更慢的固化，在所述第一组件(1)上和/或所述第二组件(2)上沉积第一类型的粘合构件，所述第一类型的粘合构件选自所述慢固粘合构件(3)或所述快固粘合构件(4)，在所述第一组件(1)上和/或所述第二组件(2)上沉积与所述第一类型的粘合构件不同的第二类型的粘合构件，所述第二类型的粘合构件选自所述慢固粘合构件(3)或所述快固粘合构件(4)，使所述两个组件(1，2)接触，按压以及使所述慢固粘合(3)固化。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述慢固粘合构件(3)设置在至少一个连续闭合的轮廓中。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述慢固粘合构件(3)包含慢固胶和/或两面涂覆有慢固胶的表面载体，所述慢固胶优选为热固性聚合物类型。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述快固粘合构件(4)根据至少两个点进行沉积。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述快固粘合构件(4)是按压激活、即时固化类型的构件。6.一种通过权利要求1至5中任一项所述的粘合方法获得的组件。7.一种用于燃料电池(7)的双极板(6)的组装方法，所述双极板(6)包括基本可重叠的阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：森碧欧，
类型：发明
国别省市：