一种燃料电池仿生密封结构制造技术

本发明专利技术属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池仿生密封结构。包括上部双极板和下部双极板，上部双极板与下部双极板贴合设置，上部双极板底面的中部位置设置有第一密封部，上部双极板的底面位于第一密封部的外围设置有第二密封部，下部双极板的顶面中部位置设置有与第一密封部配合的第三密封部，下部双极板的顶面位于第三密封部的外围设置有与第二密封部配合的第四密封部。本发明专利技术中通过在上部双极板和下部双极板上分别设置相互配合的第一密封部和第三密封部以及相互配合的第二密封部和第四密封部，使得上部双极板和下部双极板的接触面能够紧密贴合，从而显著提高了上部双极板与下部双极板接触面之间的密封性，降低了燃料电池的泄漏率。燃料电池的泄漏率。燃料电池的泄漏率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池仿生密封结构


[0001]本专利技术属于燃料电池
，具体涉及一种燃料电池仿生密封结构。

技术介绍

[0002]燃料电池(PEMFC)是一种将燃料中的化学能通过化学反应转化为电能的发电装置，燃料电池具有高功率密度、高转化率、低环境污染等优点。近十多年以来，PEMFC一直是新能源领域研究的热点。双极板是燃料电池堆的关键部件，主要功能是分隔反应气体、疏导反应气体和冷却液、收集并传导电流、支撑膜电极等。在企业实验中发现各单电池的密封件出现了不同程度的损伤甚至失效，导致电堆产生泄漏，极大地缩短了电池的使用寿命。电堆的密封设计直接关系到燃料电池的安全性、可靠性和耐久性，因此对燃料电池密封问题的研究显得尤为重要。电池的密封性能除了与密封件本身的材料属性有关外，还与电堆整体结构有关，特别是密封双极板接触面的形状，会影响密封面的接触应力分布，进而影响电池的密封性能。
[0003]现有的燃料电池双极板密封面大多数为平面，存在贴合不紧、有微小缝隙的问题，容易导致反应气体的泄露。因此亟需涉及一种密封性好、泄漏率小的燃料电池密封结构。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种燃料电池仿生密封结构，并具体公开了以下技术方案：
[0005]一种燃料电池仿生密封结构，包括上部双极板和下部双极板，所述上部双极板与下部双极板贴合设置，所述上部双极板底面的中部位置设置有第一密封部，所述上部双极板的底面位于第一密封部的外围设置有第二密封部，所述下部双极板的顶面中部位置设置有与第一密封部配合的第三密封部，所述下部双极板的顶面位于第三密封部的外围设置有与第二密封部配合的第四密封部。
[0006]进一步的，所述第二密封部包括若干个分布于第一密封部外围的半球形凹坑，所述第四密封部包括若干个分布于第三密封部外围的半球形凸起，所述第四密封部插设于第二密封部内。
[0007]进一步的，所述第一密封部包括若干个锯齿状凹坑，所述第三密封部包括若干个锯齿状凸起，所述第三密封部插设于第一密封部内。
[0008]进一步的，所述第一密封部包括间隔设置的若干个方形凹坑，所述第三密封部包括若干个间隔设置的方形凸起，所述第三密封部插设于第一密封部内。
[0009]进一步的，所述第一密封部包括若干个棱纹状凹坑，所述第三密封部包括若干个棱纹状凸起，所述第三密封部插设于第一密封部内。
[0010]进一步的，所述上部双极板上和下部双极板上均对应设置有燃料气进口、燃料气出口、空气进口和空气出口。
[0011]进一步的，所述上部双极板和下部双极板的拐角处均对应设置有螺栓孔，所述上
部双极板和下部双极板通过螺栓连接。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0013]本专利技术中通过在上部双极板和下部双极板上分别设置相互配合的第一密封部和第三密封部以及相互配合的第二密封部和第四密封部，使得上部双极板和下部双极板的接触面能够紧密贴合，从而显著提高了上部双极板与下部双极板接触面之间的密封性，降低了燃料电池的泄漏率。
附图说明
[0014]图1为实施例1的结构示意图。
[0015]图2为实施例1中上部双极板的结构示意图。
[0016]图3为实施例1中下部双极板的结构示意图
[0017]图4为实施例2的结构示意图。
[0018]图5为实施例3的结构示意图。
[0019]1‑
上部双极板、2
‑
下部双极板、3
‑
第一密封部、4
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第二密封部、5
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第三密封部、6
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第四密封部、7
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燃料气进口、8
‑
燃料气出口、9
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空气进口、10
‑
空气出口、11
‑
螺栓孔。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施例1
[0022]参照图1
‑
3，一种燃料电池仿生密封结构，包括上部双极板1和下部双极板2，所述上部双极板1与下部双极板2贴合设置，所述上部双极板1底面的中部位置设置有第一密封部3，所述上部双极板1的底面位于第一密封部3的外围设置有第二密封部4，所述下部双极板2的顶面中部位置设置有与第一密封部3配合的第三密封部5，所述下部双极板2的顶面位于第三密封部5的外围设置有与第二密封部4配合的第四密封部6。
[0023]本实施例中，所述第二密封部4包括若干个分布于第一密封部3外围的半球形凹坑，所述第四密封部6包括若干个分布于第三密封部5外围的半球形凸起，所述第四密封部6插设于第二密封部4内，从而使得上部双极板1与下部双极板2紧密贴合，以提高密封性。
[0024]本实施例中，所述第一密封部3包括若干个锯齿状凹坑，所述第三密封部5包括若干个锯齿状凸起，所述第三密封部5插设于第一密封部3内。第一密封部3设置成若干个锯齿状凹坑，第三密封部5设置为若干个锯齿状凸起，一方面，增加了上部双极板1与下部双极板2之间的有效接触面积，提高了上部双极板1与下部双极板2之间的结合强度，减小了泄漏通道的有效高度，增大了泄漏阻力，使泄漏的发生变得困难；另一方面，沿流体流动方向可以形成多个阻断面和空腔，可以有效阻止流体的溢出。
[0025]本实施例中，所述上部双极板1上和下部双极板2上均对应设置有燃料气进口7、燃料气出口8、空气进口9和空气出口10，可以用于燃料气以及空气的内外交换。
[0026]本实施例中，所述上部双极板1和下部双极板2的拐角处均对应设置有螺栓孔11，
所述上部双极板1和下部双极板2通过螺栓连接，采用螺栓对上部双极板1和下部双极板2进行固定，不仅可以使上部双极板1和下部双极板2紧密贴合，而且还便于进行组装和拆卸。
[0027]实施例2
[0028]参照图4，本实施例的技术方案与实施例1的技术方案大体相同，唯一的不同点在于：本实施例中第一密封部3为间隔设置的若干个方形凹坑，第三密封部5为若干个间隔设置的方形凸起，方形凸起插设于对应的方形凹坑内，使得上部双极板1与下部双极板2之间能够紧密贴合。
[0029]实施例3
[0030]参照图5，本实施例的技术方案与实施例1的技术方案大体相同，唯一的不同点在于：本实施例中第一密封部3为若干个棱纹状凹坑，第三密封部5为若干个棱纹状凸起，棱纹状凸起插设于对应的棱纹状凹坑内，使得上部双极板1与下部双极板2之间能够紧密贴合。棱纹状凸起与锯齿状凸起的区别在于：棱纹状凸起的顶端具有一定的弧度。
[0031]以上所述，仅是本专利技术较佳实施例而已，并非对本专利技术的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池仿生密封结构，其特征在于，包括上部双极板和下部双极板，所述上部双极板与下部双极板贴合设置，所述上部双极板底面的中部位置设置有第一密封部，所述上部双极板的底面位于第一密封部的外围设置有第二密封部，所述下部双极板的顶面中部位置设置有与第一密封部配合的第三密封部，所述下部双极板的顶面位于第三密封部的外围设置有与第二密封部配合的第四密封部。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池仿生密封结构，其特征在于，所述第二密封部包括若干个分布于第一密封部外围的半球形凹坑，所述第四密封部包括若干个分布于第三密封部外围的半球形凸起，所述第四密封部插设于第二密封部内。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池仿生密封结构，其特征在于，所述第一密封部包括若干个锯齿状凹坑，所述第三密封部包括若干个锯齿状凸起，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：席凯凯，葛鹏，卢广轩，
申请(专利权)人：西部金属材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：