一种燃料电池的膜电极结构、电堆结构及燃料电池制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池的膜电极结构、电堆结构及燃料电池；燃料电池的膜电极结构包括：膜电极边框，膜电极边框包括基础部和加厚部，加厚部位于基础部的两侧，且错位设置，膜电极边框的两侧设有双极板；第一密封件和第二密封件相对设于基础部的两侧，且第一密封件和第二密封件位于同一直线上，第一密封件和第二密封件、以及双极板构成对位密封结构；第三密封件和第四密封件设于与加厚部对应的基础部上。在膜电极边框的基础部上增加了加厚部，从而保证了与加厚部相对应设置的第三密封件和第四密封件位置处的密封压缩设计值，几乎等同于第一密封件和第二密封件位置处的密封压缩设计值。封件位置处的密封压缩设计值。封件位置处的密封压缩设计值。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池的膜电极结构、电堆结构及燃料电池


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池的膜电极结构、电堆结构及燃料电池。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池（PEMFC）电堆是由多节单电池组成，PEMFC单电池由质子交换膜、阴阳两极催化层、扩散层、双极板以及冷却通道等部件组成。燃料电池堆由多节单电池叠加组成，燃料通过燃料电池堆的燃料进口分配腔进入每节单电池，经过电池内的流道并参与反应，剩余气体从燃料电池堆的燃料出口汇集腔流出燃料电池堆；其中反应气体之间以及反应气体与冷却液之间需要采用密封圈来密封，以满足燃料电池的正常运行。
[0003]燃料电池阴阳极气体的密封部分，通过粘密封圈进行密封的，密封圈厚度一致，但是由于极板设计时为了保证极板总厚度，极板密封位置的槽深并不一致，当电堆装配完毕，施加一定的压堆力后，密封圈不同位置受力不均匀，即压缩率有大有小，为了保证气密性满足需求指标，会出现部分密封的压缩率过高，初始装配时的密封没问题，但一段时间后由于高压缩的密封回弹率变差，无法满足气密性指标要求。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的电堆使用一段时间后，由于高压缩的密封回弹率变差，无法满足气密性指标要求的问题，从而提供一种燃料电池的膜电极结构、电堆结构及燃料电池。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种燃料电池的膜电极结构，包括：膜电极边框，所述膜电极边框包括基础部和加厚部，所述加厚部位于所述基础部的两侧，且错位设置，所述膜电极边框的两侧设有双极板；第一密封件和第二密封件，相对设于所述基础部的两侧，且所述第一密封件和第二密封件位于同一直线上，所述第一密封件和第二密封件、以及所述双极板构成对位密封结构；第三密封件和第四密封件，设于与所述加厚部对应的基础部上，所述第三密封件和第四密封件、以及所述双极板构成错位密封结构。
[0006]进一步地，所述加厚部包括第一加厚块和第二加厚块，所述第一加厚块的厚度与第二加厚块的厚度相同。
[0007]进一步地，所述第一加厚块与所述第二加厚块的厚度不同。
[0008]进一步地，所述第一加厚块的厚度为所述错位密封结构的总深度的四分之一。
[0009]进一步地，所述基础部与所述加厚部为一体成型件。
[0010]进一步地，所述所述第一密封件和第三密封件的厚度相同，所述第二密封件和第四密封件的厚度相同。
[0011]进一步地，所述双极板上设有卡槽，所述第一密封件和第二密封件、第三密封件、以及第四密封件设于所述卡槽内。
[0012]本专利技术还提供了一种电堆结构，包括所述的燃料电池的膜电极结构。
[0013]本专利技术还提供了一种燃料电池，包括所述的电堆结构。
[0014]本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的燃料电池的膜电极结构，包括：膜电极边框，所述膜电极边框包括基础部和加厚部，所述加厚部位于所述基础部的两侧，且错位设置，所述膜电极边框的两侧设有双极板；第一密封件和第二密封件，相对设于所述基础部的两侧，且所述第一密封件和第二密封件位于同一直线上，所述第一密封件和第二密封件、以及所述双极板构成对位密封结构；第三密封件和第四密封件，设于与所述加厚部对应的基础部上，所述第三密封件和第四密封件、以及所述双极板构成错位密封结构。
[0015]通过将第一密封件和第二密封件设置在膜电极边框的基础部的两侧，并且两个第一密封件和第二密封件、膜电极边框、以及双极板形成对位密封结构。通过在基础部上设置加厚部，并且，第三密封件和第四密封件设于与加厚部相对设置的基础部，由第三密封件和第四密封件、双极板、膜电极边框组成的错位密封结构，即在膜电极边框的基础部上增加了加厚部，从而保证了与加厚部相对应设置的第三密封件和第四密封件位置处的密封压缩设计值，几乎等同于第一密封件和第二密封件位置处的密封压缩设计值，保证了第一密封件和第二密封件、第三密封件、以及第四密封件的密封回弹率，满足气密性指标的要求，从而保证燃料电池密封效果，提升密封安全性，进而提高了密封件的使用寿命。
[0016]2.本专利技术提供的燃料电池的膜电极结构，所述加厚部包括第一加厚块和第二加厚块，所述第一加厚块的厚度与第二加厚块的厚度相同；该设置方式便于第一加厚块和第二加厚块的制作和加工。
[0017]3.本专利技术提供的燃料电池的膜电极结构，所述所述第一密封件和第三密封件的厚度相同，所述第二密封件和第四密封件的厚度相同；该设计便于第一密封件、第二密封件、第三密封件、以及第四密封件的加工和制作，起到了节约成本的作用。
[0018]提供
技术实现思路
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
技术实现思路
部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术提供的燃料电池的膜电极结构的阴极双极板的结构示意图；图2为本专利技术提供的燃料电池的膜电极结构的阳极双极板的主视图；图3为本专利技术提供的燃料电池的膜电极结构的阳极双极板和阴极双极板叠加在一起的结构示意图；图4为本专利技术提供的燃料电池的膜电极结构的阴极双极板的A
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A的剖面图。
[0021]附图标记说明：1
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膜电极边框；11
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基础部；12
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加厚部；121
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第一加厚块；122
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第二加厚块；2
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第一密封件；3
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第二密封件；4
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第三密封件；5
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第四密封件；6
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双极板；61
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卡槽。
具体实施方式
[0022]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0023]在本公开的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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公开和简化描述，而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公开的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的膜电极结构，其特征在于，包括：膜电极边框（1），所述膜电极边框（1）包括基础部（11）和加厚部（12），所述加厚部（12）位于所述基础部（11）的两侧，且错位设置，所述膜电极边框（1）的两侧设有双极板（6）；第一密封件（2）和第二密封件（3），相对设于所述基础部（11）的两侧，且所述第一密封件（2）和第二密封件（3）位于同一直线上，所述第一密封件（2）和第二密封件（3）、以及所述双极板（6）构成对位密封结构；第三密封件（4）和第四密封件（5），设于与所述加厚部（12）对应的基础部（11）上，所述第三密封件（4）和第四密封件（5）、以及所述双极板（6）构成错位密封结构。2.根据权利要求1所述的燃料电池的膜电极结构，其特征在于，所述加厚部（12）包括第一加厚块（121）和第二加厚块（122），所述第一加厚块（121）的厚度与第二加厚块（122）的厚度相同。3.根据权利要求2所述的燃料电池的膜电极结构，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞强，邓景聪，徐云飞，张宇航，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：