【技术实现步骤摘要】
燃料电池膜电极边框结构及其制备方法
[0001]本专利技术涉及燃料电池
,尤其涉及一种燃料电池膜电极边框结构及其制备方法
。
技术介绍
[0002]质子交换膜燃料电池作为一种绿色无污染的电源装置,在交通运输
、
电力等领域都有广泛的应用前景
。
而作为质子交换膜燃料电池最小发电单元的核心组件,膜电极的组成部件较多
、
结构复杂,在一些异常
、
恶劣工况下容易产生破坏,最终造成燃料电池性能的衰减甚至失效
。
可见,膜电极结构的稳定性对燃料电池的性能和可靠性具有重要影响
。
[0003]中国专利
CN115411321A
采用将阳极侧边框缩进1‑2毫米至阳极气体扩散层内侧,阴极侧边框不缩进的结构
。
该结构中,催化层与边框边缘间留有质子交换膜裸露区,直接将此部分质子交换膜与碳纸进行压合,使得粘结强度过小,在使用过程中易造成开裂分层等现象
。
此外,阴极侧边框未缩进至碳纸下方,在碳纸
/
边框
/
裸露的质子交换膜的三者交界处所受剪切力较大,膜电极结构易发生损坏
。
[0004]中国专利
CN113675425A
在质子交换膜两侧均设置有双层密封边框,包括内层密封边框和外层密封边框,内层密封边框中心镂空区面积小于外层密封边框的中心镂空区面积
。
阳极气体扩散层和阴极气体扩散层的边缘搭接于内 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种燃料电池膜电极边框结构,其特征在于,包括短边双层密封边框
(4)、
长边单层密封边框
(5)
;其中,在膜电极的
CCM
边缘处,短边双层密封边框
(4)、
长边单层密封边框
(5)
分别设于质子交换膜两侧且均局部缩进至气体扩散层下方;短边双层密封边框
(4)
靠近质子交换膜的内边缘
、
长边单层密封边框
(5)
靠近质子交换膜的内边缘二者错位设置,其错位尺寸设置使得膜电极在受挤压时质子交换膜上的应力不超过设定值;短边双层密封边框
(4)
采用错位双层结构,包括靠近质子交换膜的内层子边框和远离质子交换膜的外层子边框,内层子边框较外层子边框向膜电极中心缩进,且内层子边框厚度小于外层子边框厚度
。2.
根据权利要求1所述的燃料电池膜电极边框结构,其特征在于,短边双层密封边框
(4)
靠近质子交换膜的内边缘
、
长边单层密封边框
(5)
靠近质子交换膜的内边缘之间的错位尺寸设置小于
2mm。3.
根据权利要求2所述的燃料电池膜电极边框结构,其特征在于,短边双层边框的内层子边框靠近膜电极中心的内边缘
、
外层子边框靠近膜电极中心的内边缘之间的错开长度小于
2mm。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的燃料电池膜电极边框结构,其特征在于,短边双层密封边框
(4)、
长边单层密封边框
(5)
的材质为
PEN
带胶薄膜或者
PPS
带胶薄膜;并且,短边双层密封边框
(4)
的厚度为
12
~
75
μ
m
;长边单层密封边框
(5)
的厚度为
12
~
75
μ
m。5.
根据权利要求4所述的燃料电池膜电极边框结构,其特征在于,该燃料电池膜电极边框结构适用于质子交换膜边缘与催化层边缘之间的距离大于等于
6mm
的燃料电池膜电极;并且,该燃料电池膜电极中,气体扩散层与短边双层密封边框
(4)
的搭接区一
、
气体扩散层与长边单层密封边框
(5)
的搭接区二的宽度均大于等于
1mm
,搭接区内通过压敏胶
、
热熔胶实现固定连接
。6.
一种燃料电池膜电极边框结构的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.
制备短边双层密封边框
(4)
...
【专利技术属性】
技术研发人员:王义忠,胥巍巍,徐云飞,李飞强,
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:
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