【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃料电池堆的单元电池组件和制造方法
[0001]本专利技术涉及用于固体聚合物电解质燃料电池堆的单元电池组件及其制造方法。它尤其涉及牵涉到液体注射模制密封的设计和方法。
技术介绍
[0002]燃料电池以电化学方式转化燃料和氧化剂反应物例如氢气和氧气或空气以发电。固态聚合物电解质燃料电池通常在阴极电极和阳极电极之间使用质子传导性固体聚合物膜电解质。电极一般包含合适的催化剂以促进在每个电极处发生的电化学反应。包含夹在这两个电极之间的固体聚合物膜电解质的结构被称为膜电极组件(MEA)。在一个常见实施方式中,MEA包含催化剂涂覆膜(CCM)和施加于CCM的每一侧的气体扩散层(GDL)。在CCM中,合适的催化剂组分已被施加和接合至膜电解质的任一侧。GDL设置用于以改善的方式将流体反应物分布至电极并且从电极除去液体副产物。
[0003]在典型的固体聚合物电解质燃料电池中,包含许多反应物用流体分布流道的流场板设置在MEA的任一侧以分布燃料和氧化剂至相应的电极并从燃料电池除去反应副产物。水是在依靠氢气和空气反应物的电池工作中的主要副产物。因为单格电池的输出电压具有1V数量级,故许多电池通常为了商业应用被串列堆叠在一起以提供更高的输出电压。燃料电池堆还可以按照串联和/或并联的互连堆阵列被连接以便用在汽车应用等中。
[0004]伴随水,热是来自在燃料电池内发生的电化学反应的显著副产物。于是,通常需要用于冷却燃料电池堆的手段。设计用于获得高功率密度的堆(如汽车电池堆)一般在整个堆内循环液体冷却剂以快速高效地除去热。为了做 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于固体聚合物电解质燃料电池堆的单元电池组件(20),包括:
‑
催化剂涂覆膜(3)组件,其包含阳极催化剂层、阴极催化剂层和固体聚合物膜电解质,其中,所述阳极和阴极催化剂层被接合至该固体聚合物膜电解质的对置两侧;
‑
阳极气体扩散层(4),其在与该固体聚合物膜电解质对置的阳极催化剂层侧被接合至该催化剂涂覆膜(3)组件;
‑
阴极气体扩散层(5),其在与该固体聚合物膜电解质对置的阴极催化剂层侧被接合至该催化剂涂覆膜(3)组件;以及
‑
流场板组件(6),其包括在该流场板组件(6)的对置两侧的燃料流场和氧化剂流场,其中,该流场板组件(6)在其燃料和氧化剂流场侧中的相应侧被接合至所述阳极和阴极气体扩散层(4,5)之一;其特征是,
‑
在该流场板组件(6)与所述阳极和阴极气体扩散层(4,5)之一之间的接合包括在所述阳极和阴极气体扩散层(4,5)之一的边缘处的弹性体密封(17);并且
‑
在所述阳极和阴极气体扩散层(4,5)之一与该催化剂涂覆膜(3)组件之间的接合包括将所述阳极和阴极气体扩散层(4,5)之一的边缘和该弹性体密封(17)跨接的胶层(18)。2.根据权利要求1所述的单元电池组件(20),其中,所述阳极和阴极气体扩散层(4,5)是多孔碳板。3.根据权利要求1或2所述的单元电池组件(20),其中,该流场板组件(6)是含碳的。4.根据前述权利要求之一所述的单元电池组件(20),其中,该流场板组件(6)包括:包含在对置两侧的燃料流场和冷却剂流场的燃料流场板(6a)以及包含在对置两侧的氧化剂流场和冷却剂流场的氧化剂流场板(6b),其中,所述燃料和氧化剂流场板在其各自的冷却剂流场侧接合在一起。5.根据前述权利要求之一所述的单元电池组件(20),其中,该流场板组件(6)在其燃料流场侧被接合至该阳极气体扩散层(4);在该流场板组件(6)与该阳极气体扩散层(4)之间的接合包括在该阳极扩散层(4)的边缘处的弹性体密封(17);并且在该阳极气体扩散层(4)与该催化剂涂覆膜(3)组件之间的接合包括将该阳极气体扩散层(4)的边缘和该弹性体密封(17)跨接的胶层(18)。6.根据前述权利要求之一所述的单元电池组件(20),其中,该弹性体密封(17)是液体注射模制密封。7.根据前述权利要求之一所述的单元电池组件(20),其中,该弹性体密封(17)包括黏度高于100000mPa
·
s的弹性体。8.根据前述权利要求之一所述的单元电池组件(20),其中,该弹性体密封(17)是选自由聚异丁烯、三元乙丙橡胶、硅氧烷、聚烯烃弹性体和氟碳橡胶组成的组的弹性体。9.根据前述权利要求之一所述的单元电池组件(20),其中,该胶层(18)基本上与该催化剂涂覆膜(3)组件齐平。10.根据前述权利要求之一所述的单元电池组件(20),其中,该胶层(18)包括选择选自...
【专利技术属性】
技术研发人员:E,
申请(专利权)人:AVL燃料电池加拿大有限公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。