燃料单电池的一体化注胶密封圈结构制造技术

技术编号:40086998 阅读:4 留言:0更新日期:2024-01-23 15:36
本技术涉及一种燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,采用一体注胶成型,其包括水腔密封圈、阴极面密封圈、阳极面密封圈和多个密封连接结构;所述密封连接结构包括用于连接水腔密封圈和阴极面密封圈的第一密封连接柱结构,以及用于连接阴极面密封圈和阳极面密封圈的第二密封连接柱结构;所述水腔密封圈上表面上除冷却水总管腔口处以外均设有第一突起结构。本技术能够快速完成密封,还能够实现单电池各零部件的粘接,简化了单电池生产工序和提高了密封效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃料电池堆单电池的密封结构,具体涉及一种燃料单电池的一体化注胶密封圈结构


技术介绍

1、燃料电池是将燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。为提升对外输出能力,通常将多个燃料电池单体堆叠以组成燃料电池电堆。使用燃料电池电堆系统作为动力来源的燃料电池汽车具有环保高效的优点。

2、燃料电池单体作为燃料电池电堆的核心部件,目前主要有双极板形式和单电池形式两种。双极板形式的燃料电池单体通常由阴极金属板、阳极金属板通过激光焊接组装而成,阴、阳极气体分别经由各自极板外表面流道内进行流动,冷却水则在两块极板经由焊接形成的密封腔体内进行流动,燃料电池单体由两块金属板单体夹住一片膜电极组成,膜电极位于极板外侧。与双极板方案相比,采用单电池方案由阴极金属板、阳极金属板夹住一片膜电极直接组成一个燃料电池单体,膜电极密封在极板内部,阴、阳极气体在极板内表面的流道内进行流动,冷却水则在两块极板外表面形成的密封腔体内进行流动。相比于双极板方案,单电池方案具有如下优点:(1)电堆装配拆卸更加便捷;(2)膜电极位于极板内部,密封性更好,且可以有效保护膜电极免受污染和机械损伤。

3、如专利文献cn107658479b公开了“燃料电池单电池及其制造方法”,对比文件1提出的燃料电池单电池包括由阳极板、阴极板及膜电极通过粘接方式组成一个独立的单电池,通过熔融粘接的方式将密封部件粘接在阳极板与膜电极之间、阴极板与膜电极之间,以及阴极板上设置的水腔密封,需要多次加热涂胶后再冷却固化,由于涂胶加热温度过高,存在容易对膜电极反应区造成损伤,并且容易造成单电池结构整板应力伤,从而导致单电池总成出现翘曲的问题。

4、又如专利文献cn112701315a公开了“非焊接式金属板单电池的密封结构及密封方法”,提出了通过一体注胶形成密封圈的单电池的方案,该方案虽然解决点胶或粘接工艺工序繁琐的问题,提高了单电池生产效率。但是该方法采用了外层密封与公用管道孤岛密封方案,容易在阴阳极腔内形成吹扫盲区,导致反应生成的水不易排出;在环境温度低于0度时,结冰后堵塞流道或体积膨胀造成密封失效。此外该密封结构的密封面积占比较大,导致很难提高燃料电池的体积比功率密度。该密封结构中的水腔密封采用接触压缩密封,但是上下两接触密面均为弹性元件,很容易因装配或加工误差导致密封失效。

5、因此,有必要开发一种燃料单电池的一体化注胶密封圈结构。


技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,能快速完成密封,还能实现单电池各零部件的粘接,能简化单电池生产工序和提高密封效果。

2、本技术所述的一种燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,采用一体注胶成型,其包括水腔密封圈、阴极面密封圈、阳极面密封圈和多个密封连接结构;

3、所述密封连接结构包括用于连接水腔密封圈和阴极面密封圈的第一密封连接柱结构,以及用于连接阴极面密封圈和阳极面密封圈的第二密封连接柱结构;

4、所述水腔密封圈上表面上除冷却水总管腔口处以外均设有第一突起结构;第一突起结构用于单电池与相邻单电池压紧接触时形成良好的水腔密封。所述水腔密封圈上表面在冷却水总管腔口(包括冷却水腔总管出口和冷却水总管出口)处没有设置第一突起结构,即水腔密封上表面无突起区域,其目的是为相邻两块单极板压紧后形成的冷却水腔提供进出口通道。

5、可选地,所述水腔密封圈的边缘设有向外延伸的平面;该平面有利于增大水腔密封圈与阴极板表面的结合面积。

6、可选地,所述水腔密封圈下表面设置有多个第二突起结构;第二突起结构用于与阴极板上的阴极凹槽结构相对应配合形成插销结构,有利于增强密封强度及单电池的一体性。

7、可选地,所述水腔密封圈下表面设置有多个呈均匀分布的第二突起结构;第二突起结构用于与阴极板上的阴极凹槽结构相对应配合形成插销结构,有利于增强密封强度及单电池的一体性。

8、可选地,所述水腔密封圈上的第二突起结构与密封连接结构错开设置。

9、可选地,所述阴极面密封圈的上下表面均为平面,阴极面密封圈的上表面用于与阴极板内表面粘接,阴极面密封圈的下表面用于与膜电极的阴极面粘接;

10、所述阴极面密封圈上设置有多个第一贯通孔,用于避让阴极板上的阴极凹槽结构。

11、所述阴极面密封圈在空气总管腔口处没有设置阴极面密封结构,目的是为阴极板的内表面与膜电极的阴极面压紧粘合后形成的阴极气体腔提供空气的进出口通道。

12、可选地,所述阳极面密封圈的上下表面均为平面,阳极面密封圈的上表面用于与膜电极的阳极面粘接,阳极面密封圈的下表面用于与阳极板的内表面粘接;

13、所述阳极面密封圈上设置有多个第二贯通孔;第二贯通孔用于避让阳极板上的阳极突起结构;所述阳极面密封圈在氢气总管腔口(包括氢气总管腔进口和氢气腔总管出口)处没有设置阳极面密封结构,目的是为阳极板内表面与膜电极阳极面压紧粘合后形成的阳极气体腔提供氢气的进出口通道。

14、可选地,所述水腔密封圈上表面上除冷却水总管腔口处以外均设有两条第一突起结构。

15、可选地,所述第一突起结构的横截面为半圆形。

16、可选地,所述第一密封连接柱结构和第二密封连接柱结构呈上下对齐设置。

17、本技术的有益效果:本技术采用一体注胶所形成的结构不仅能够快速完成密封,还完成了单电池各零部件的粘接,简化了单电池生产工序,因此具有密封结构好,单电池成型速度快的特点,适用于大量批量制造。另外,水腔密封圈上表面上除冷却水总管腔口处以外均设有第一突起结构,第一突起结构用以与另一块单电池压紧接触时形成良好的水腔密封。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:采用一体注胶成型,其包括水腔密封圈(101)、阴极面密封圈(401)、阳极面密封圈(501)和多个密封连接结构(602);

2.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述水腔密封圈的边缘设有向外延伸的平面(303)。

3.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述水腔密封圈下表面(201)设置有多个第二突起结构(304)。

4.根据权利要求3所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述水腔密封圈下表面(201)设置有多个呈均匀分布的第二突起结构(304)。

5.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述水腔密封圈上的第二突起结构(304)与密封连接结构(602)错开设置。

6.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述阴极面密封圈(401)的上下表面均为平面,阴极面密封圈(401)的上表面用于与阴极板(702)内表面粘接,阴极面密封圈(401)的下表面用于与膜电极(703)的阴极面粘接;

7.根据权利要求6所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述阳极面密封圈(501)的上下表面均为平面,阳极面密封圈(501)的上表面用于与膜电极(703)的阳极面粘接,阳极面密封圈(501)的下表面用于与阳极板(704)的内表面粘接;

8.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述水腔密封圈上表面(109)上除冷却水总管腔口处以外均设有两条第一突起结构(302)。

9.根据权利要求8所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述第一突起结构(302)的横截面为半圆形。

10.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述第一密封连接柱结构和第二密封连接柱结构呈上下对齐设置。

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【技术特征摘要】

1.一种燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:采用一体注胶成型,其包括水腔密封圈(101)、阴极面密封圈(401)、阳极面密封圈(501)和多个密封连接结构(602);

2.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述水腔密封圈的边缘设有向外延伸的平面(303)。

3.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述水腔密封圈下表面(201)设置有多个第二突起结构(304)。

4.根据权利要求3所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述水腔密封圈下表面(201)设置有多个呈均匀分布的第二突起结构(304)。

5.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述水腔密封圈上的第二突起结构(304)与密封连接结构(602)错开设置。

6.根据权利要求1所述的燃料单电池的一体化注胶密封圈结构,其特征在于:所述阴极面密...

【专利技术属性】
技术研发人员:钟立阳张建权杨磊樊敏陈金锐
申请(专利权)人:深蓝汽车科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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