用于电化学电池的膜片电极单元制造技术

一种用于电化学电池

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电化学电池的膜片电极单元

技术介绍

[0001]燃料电池是一种电化学电池，其中，所述电化学电池具有两个电极，所述两个电极借助传导离子的电解质而彼此分隔开
。
燃料电池将燃料与氧化剂发生化学反应的能量直接转化为电
。
存在不同类型的燃料电池
。
[0002]一种特殊的燃料电池类型是聚合物电解质膜片
‑
燃料电池
(PEM
‑
FC)。
在
PEM
‑
FC
的活性区域中，两个带有催化剂层的多孔电极与聚合物电解质膜片
(PEM)
邻接
。
此外，
PEM
‑
FC
在活性区域中包括气体扩散层
(GDL)
，所述气体扩散层在两侧限界聚合物电解质膜片
(PEM)
和两个带有催化剂层的多孔电极
。PEM、
两个带有催化剂层的电极以及可选地两个
GDL
也能够在
PEM
‑
FC
的活性区域中形成所谓的膜片电极单元
(MEA)。
两个彼此对置的双极板
(
半部
)
又在两侧限界
MEA。
燃料电池堆由交替地彼此叠置的
MEA
和双极板构造
。
借助一个双极板的阳极板，进行燃料
、
尤其是氢气的分配，并且利用该双极板的阴极板，进行氧化剂
、
尤其是空气
/
氧气的分配
。
为了使相邻的双极板电绝缘
、
为了稳定
MEA
的形状并且为了防止燃料或者说氧化剂的不希望的逸出，
MEA
能够被包围在两个布置在彼此上的薄膜的框架状开口中
。
通常，这个框架结构的两个薄膜由相同材料形成，例如聚萘二甲酸乙二醇酯
(PEN)。
由相同材料形成的两个薄膜能够可放弃地具有冗余特性，例如两个薄膜中的每一个薄膜的电绝缘性
(
进行电绝缘的
)
和
/
或氧气密封性
。
[0003]在
DE 101 40 684 A1
中公开了一种用于燃料电池的膜片电极单元，所述膜片电极单元包括由阳极电极
、
阴极电极和布置在它们之间的膜片的分层布置，其中，将聚合物材料施加到所述分层布置的顶侧和底侧上
。
[0004]DE 10 2018 131 092 A1
具有带有框架结构的膜片电极单元
。

技术实现思路

[0005]本技术的任务是：防止将粘合剂从框架结构中挤出并且优选确保框架结构的定义的高度
。
[0006]为此，膜片电极单元包括框架结构
。
框架结构具有第一薄膜和第二薄膜并且在其之间放置有粘合剂
。
在粘合剂中布置有至少一个间距保持件
。
[0007]膜片电极单元能够包括膜片
、
尤其是聚合物电解质膜片
(PEM)。
膜片电极单元还能够包括两个多孔电极，所述电极分别带有催化剂层，其中，所述电极尤其布置到
PEM
上并且在两侧限界
。
这里，尤其能够谈及
MEA
‑
3。
附加地，膜片电极单元能够包括两个气体扩散层
。
所述气体扩散层尤其能够在两侧限界
MEA
‑
3。
这里，尤其能够谈及
MEA
‑
5。
[0008]电化学电池能够是例如燃料电池
、
电解电池或蓄电池单体
。
燃料电池尤其是
PEM
‑
FC(
聚合物电解质膜片燃料电池
)。
电池堆尤其包括大量彼此叠置的电化学电池
。
[0009]框架结构尤其具有框架形状
。
框架结构优选环绕地实施
。
因此，一个膜片和两个电极能够特别有利地被包围在框架结构中
。
此外，框架结构在横截面中尤其是
U
形或
Y
形地构造，以将所述膜片和两个电极接收在
U
形或者说
Y
形的腿部之间
。
[0010]粘合剂优选向外密封膜片电极单元
、
将两个薄膜彼此粘合并且将具有两个电极的
膜片固定在框架结构中
。
[0011]优选，粘合剂还能够是电绝缘的
。
因此，框架结构能够特别有利地是电绝缘的，并且，在电化学电池的非活性区域中的不希望的电流流动能够特别有利地被保持为小的
、
尤其被防止
。
[0012]间距保持件调设在两个薄膜之间的定义的间距，并且在堆叠过程中防止框架结构的进一步压缩并且进而防止框粘合剂的挤出
。
电化学电池的定义的高度因此以稳健的方式被保持
。
[0013]间距保持件能够实施为长纤维或网
。
因此，能够将数量限制为唯一的间距保持件
。
[0014]在替代的实施方案中，在粘合剂中能够布置有多个间距保持件
。
优选，所述间距保持件在此球状
、
棒状
、
立方体状或纤维状地实施
。
因此，粘合剂和间距保持件的复合结构被实施为准均匀的，间距保持件是在粘合剂中随机分布的颗粒
。
[0015]进一步优选，间距保持件能够绝缘地
、
尤其是电绝缘地实施，使得防止不希望的电流流动
。
特别优选地，间距保持件为此由玻璃
、Al2O3或塑料制成
。
[0016]在有利的扩展方案中，气体扩散层借助于另外的粘合剂被紧固在所述框架结构上
。
所述另外的粘合剂也具有至少一个间距保持件
。
这里，间距保持件也优选根据上述实施方案中的任一个实施方案来构型
。
[0017]本技术还包括一种用于制造根据上述实施方案中的任一个实施方案的膜片电极单元的方法
。
所述方法在此具有以下方法步骤：
[0018]·
提供第一薄膜，
[0019]·
将粘合剂施加到第一薄膜上，
[0020]·
将间距保持件添加到粘合剂中，
[0021]·
将可选涂覆有电极的膜片放置到第一薄膜上，
[0022]·
将第一薄膜与第二薄膜粘合并且区段式地在其之间放置所述膜片
。
[0023]在粘合两个薄膜时，所述薄膜优选仅粘合在
Y
形的中间腿部上，在另外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于电化学电池
(100)
的膜片电极单元
(1)
，其中，所述膜片电极单元
(1)
具有框架结构
(10)
，其中，所述框架结构
(10)
包括第一薄膜
(11)
和第二薄膜
(12)
并且在其之间放置有粘合剂
(13)
，其特征在于，在所述粘合剂
(13)
中布置有至少一个间距保持件
(20)。2.
根据权利要求1所述的膜片电极单元
(1)
，其特征在于，所述间距保持件
(20)
实施为长纤维或网
。3.
根据权利要求1所述的膜片电极单元
(1)
，其特征在于，在所述粘合剂
(13)
中布置有多个间距保持件
(20)
，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：新型
国别省市：