电堆组件以及燃料电池制造技术

本申请提供一种电堆组件以及燃料电池，电堆组件包括：电池组，电池组包括多个堆叠的单体电池，相邻的单体电池之间具有密封圈；第一端板以及第二端板，第一端板位于电池组的一端，第二端板位于电池组的另外一端；补偿结构，补偿结构位于第一端板与电池组之间和/或者第二端板与电池组之间；其中，第一端板与第二端板之间连接有拉杆，拉杆的热膨胀系数与电池组的热膨胀系数不相等，且补偿结构用于补偿拉杆与电池组热胀冷缩对应的变形差异量。本申请可以补偿拉杆与电池组热胀冷缩对应的变形差异量，避免相邻单体电池之间密封圈压力过小或过大而导致密封失效的现象。大而导致密封失效的现象。大而导致密封失效的现象。

【技术实现步骤摘要】
电堆组件以及燃料电池


[0001]本申请涉及燃料电池
，具体涉及一种电堆组件以及燃料电池。

技术介绍

[0002]目前，电堆组件中的膜电极两侧分别为阴极板以及阳极板，阳极板与膜电极之间形成氢气流场，而阴极板与膜电极之间形成氧气流场。在反应过程中，膜电极于阳极板一侧的氢气反应生成质子，质子穿过膜电极与阴极板一侧的氧气生成水，由于在反应过程中将产生大量热量，因此在相邻的阴极板与阳极板之间需要通过密封件形成密闭的冷却水流场，以便于吸收反应过程生成的热量。
[0003]在现有技术中，为保证相邻阴极板与阳极板之间的密封性，需要在电池组的两端设置端板，通过拉杆使得端板向电池组施加压力，使得电池组具有预设压堆压力，从而使得阴极板与阳极板相互挤压密封圈并保证密封性能。

技术实现思路

[0004]然而，在电堆组件工作过程，专利技术人发现电堆组件出现冷却水泄漏的现象，更换阳极板与阳极板之间的密封件或者增加压堆压力也难以解决这种现象。
[0005]本申请提供一种电堆组件以及燃料电池，旨在解决目前电堆组件出现冷却水泄漏的技术问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种电堆组件，包括：
[0007]电池组，电池组包括多个堆叠的单体电池，相邻的单体电池之间具有密封圈；
[0008]第一端板以及第二端板，第一端板位于电池组的一端，第二端板位于电池组的另外一端；
[0009]补偿结构，补偿结构位于第一端板与电池组之间和/或者第二端板与电池组之间；
[0010]其中，第一端板与第二端板之间连接有拉杆，拉杆的热膨胀系数与电池组的热膨胀系数不相等，且补偿结构用于补偿拉杆与电池组热胀冷缩对应的变形差异量。
[0011]在一些实施例中，补偿结构具有变形补偿量，拉杆具有第一温度变形量，电池组具有第二温度变形量；
[0012]变形补偿量、第一温度变形量以及第二温度变形量满足如下关系式：
[0013]ΔH＝
‑
(
Δ
H1
‑
ΔH2)
[0014]其中，ΔH为变形补偿量，ΔH1为第一温度变形量，ΔH2为第二温度变形量。
[0015]在一些实施例中，相邻的单体电池之间的压力保持不变。
[0016]在一些实施例中，补偿结构包括填充于第一端板与电池组之间的冷胀热缩补偿板和/或者第二端板与电池组之间的冷胀热缩补偿板；
[0017]当拉杆和单体电池受热膨胀时，冷胀热缩补偿板受热收缩并减小其厚度；
[0018]当拉杆和单体电池受冷收缩时，冷胀热缩补偿板受冷膨胀并增大其厚度。
[0019]在一些实施例中，补偿结构包括冷胀热缩补偿圈，冷胀热缩补偿圈与密封圈相对；
[0020]冷胀热缩补偿圈位于第一端板与电池组之间；和/或者
[0021]冷胀热缩补偿圈位于第二端板与电池组之间。
[0022]在一些实施例中，补偿结构位于第一端板与电池组之间，补偿结构包括固定座以及升降块；
[0023]固定座朝向第一端板的一面具有配合槽，升降块与第一端板接触并部分嵌入配合槽限定出压缩腔，压缩腔内充满压缩介质。
[0024]在一些实施例中，压缩腔内的压力保持不变。
[0025]在一些实施例中，单体电池包括阳极板、阴极板以及膜电极，同一单体电池的膜电极位于阴极板与阳极板之间；
[0026]相邻的单体电池中上一单体电池的阳极板与下一单体电池的阴极板相邻，且密封圈设置在上一单体电池的阳极板与下一单体电池的阴极板之间；
[0027]其中，阳极板和阴极板的热膨胀系数与拉杆的热膨胀系统不相等。
[0028]在一些实施例中，阳极板朝向阴极板的一面具有第一分流区、第一反应区以及第一汇流区；
[0029]阴极板朝向阳极板的一面具有第二分流区、第二反应区以及第二汇流区；
[0030]第一反应区位于第一分流区与第一汇流区之间，第二反应区位于第二分流区与第二汇流区之间；
[0031]第一反应区与第二反应区相对，且补偿结构至少部分与第一反应区相对。
[0032]第二方面，本申请提供一种燃料电池，包括如第一方面所述的电堆组件。
[0033]本申请通过在第一端板与电池组之间和/或者第二端板与电池组之间设置补偿结构，在电池组以及拉杆受热膨胀或者受冷收缩时，补偿结构可以补偿拉杆与电池组热胀冷缩对应的变形差异量，从而避免由于拉杆与电池组的热膨胀系数不相等而造成的变形差异，进而造成相邻的单体电池之间密封圈的密封失效现象。例如，在燃料电池工作温度较高(例如正常工作)时，电池组以及拉杆的受热膨胀，电池组的受热膨胀变形量大于拉杆的电池组的受热膨胀变形量，此时补偿结构则可以减小厚度，从而补偿拉杆与电池组热胀冷缩对应的变形差异量，避免相邻单体电池之间密封圈压力过大而损坏的现象。又例如，在燃料电池工作温度较低(例如冷启动)时，电池组以及拉杆的受冷收缩，电池组的受冷收缩变形量大于拉杆的电池组的受冷收缩变形量，此时补偿结构则可以增大厚度，从而补偿拉杆与电池组热胀冷缩对应的变形差异量，避免相邻单体电池之间密封圈压力过小而导致密封失效的现象。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
[0035]图1是本申请实施例中提供的电堆组件的一种结构示意图；
[0036]图2是本申请实施例中提供的电堆组件的另一种结构示意图；
[0037]图3是本申请实施例中提供的电堆组件的另一种结构示意图；
[0038]图4是本申请实施例中提供的电堆组件的另一种结构示意图；
[0039]图5是本申请实施例中提供的电堆组件的另一种结构示意图；
[0040]图6是本申请实施例中提供的电堆组件的另一种结构示意图；
[0041]图7是本申请实施例中提供的阳极板背离阴极板一面的一种结构示意图；
[0042]图8是本申请实施例中提供的阴极板背离阳极板一面的一种结构示意图；
[0043]图9是本申请实施例中提供的阳极板朝向阴极板一面的一种结构示意图；
[0044]图10是本申请实施例中提供的阴极板朝向阳极板一面的一种结构示意图。
[0045]其中，100电池组，10单体电池，11阳极板，111第一分流区，112第一反应区，113第一汇流区，12阴极板，121第二分流区，122第二反应区，123第二汇流区，13膜电极，20密封圈；
[0046]200第一端板，300第二端板，400拉杆，500补偿结构，510冷胀热缩补偿板，520冷胀热缩补偿圈，530固定座，531配合槽，540升降块，550压缩腔。
具体实施方式
[0047]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电堆组件，其特征在于，包括：电池组，所述电池组包括多个堆叠的单体电池，相邻的所述单体电池之间具有密封圈；第一端板以及第二端板，所述第一端板位于所述电池组的一端，所述第二端板位于所述电池组的另外一端；补偿结构，所述补偿结构位于所述第一端板与所述电池组之间和/或者所述第二端板与所述电池组之间；其中，所述第一端板与所述第二端板之间连接有拉杆，所述拉杆的热膨胀系数与所述电池组的热膨胀系数不相等，且所述补偿结构用于补偿所述拉杆与所述电池组热胀冷缩对应的变形差异量。2.如权利要求1所述的电堆组件，其特征在于，所述补偿结构具有变形补偿量，所述拉杆具有第一温度变形量，所述电池组具有第二温度变形量；所述变形补偿量、所述第一温度变形量以及所述第二温度变形量满足如下关系式：ΔH＝
‑
(
Δ
H1
‑
ΔH2)其中，ΔH为所述变形补偿量，ΔH1为所述第一温度变形量，ΔH2为所述第二温度变形量。3.如权利要求2所述的电堆组件，其特征在于，相邻的所述单体电池之间的压力保持不变。4.如权利要求1所述的电堆组件，其特征在于，所述补偿结构包括填充于所述第一端板与所述电池组之间的冷胀热缩补偿板和/或者所述第二端板与所述电池组之间的冷胀热缩补偿板；当所述拉杆和所述单体电池受热膨胀时，所述冷胀热缩补偿板受热收缩并减小其厚度；当所述拉杆和所述单体电池受冷收缩时，所述冷胀热缩补偿板受冷膨胀并增大其厚度。5.如权利要求1所述的电堆组件，其特征在于，所述补偿结构包括冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭维平，王淼，王彰，占静玲，唐厚闻，
申请(专利权)人：上海氢晨新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：