【技术实现步骤摘要】
本技术属于燃料电池领域，尤其涉及一种氢燃料电池电堆。
技术介绍
1、氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。由于效率高、噪声小、启动温度低、零污染等优点，被广泛应用于固定式发电、交通运输以及便携式电源等领域。
2、氢燃料电池电堆是发生电化学反应的场所，为燃料电池系统（或燃料电池发动机）核心部分。氢燃料电池电堆由多个燃料电池单体以串联方式层叠组合构成。双极板与膜电极mea交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固或者用包扎钢带拴牢，即构成氢燃料电池电堆。作为氢燃料电池汽车的“心脏”，电堆的长期稳定性和使用寿命至关重要，要想整个电堆系统在密闭环境中实现长久有效的运行，就需要构建良好的密封性，同时由于氢燃料电池电堆有多个燃料电池单体以串联方式层叠组合构成，输出电压为直流高压，这就要求端板与铜电极之间有良好的绝缘性。
3、现有的电堆尾板、绝缘板和铜电极大小相同，氢气、空气、冷却液的接口都设在尾板上，尾板一般采用强度高、质量小的铝合金制成。尾板和铜电极之间设有绝缘板，并且设有密封垫或密封圈。由于氢燃料电池工作的特殊环境，有氢气、有冷却液并且铜电极上有电流，同时燃料电池反应会生成水并放出热量。现有的电堆结构，铜电极在复杂的环境中（有冷却液、有水、有电流、有热量）容易腐蚀，而且复杂的环境会加速密封圈或者密封垫老化，从而使绝缘板上有液体，导致铜电极和端板之间导电
技术实现思路
1、为克服现有技术的缺点和不足，本技术的目的在于提供一种氢燃料电池电堆。
2、本技术是这样实现的，一种氢燃料电池电堆，该电堆包括双极板-膜电极组件，在双极板-膜电极组件的阴极至阳极方向上，该双极板-膜电极组件阳极端顺序装配有阳极铜电极、阳极绝缘板、阳极尾板，在双极板-膜电极组件的阳极至阴极方向上，该双极板-膜电极组件的阴极端顺序装配有阴极铜电极、阴极绝缘板、金属垫板、波形弹簧以及阴极尾板，所述阳极尾板、阴极尾板之间通过双头螺柱紧固为整体，所述电堆还包括第一穿墙接头、第二穿墙接头，所述第一穿墙接头包括第一基板以及集成在第一基板上的第一集成体，所述第一集成体上设有彼此独立的阳极氢气入口、冷却入口、阴极空气出口，所述第二穿墙接头包括第二基板以及集成在第二基板上的第二集成体，所述第二集成体上设有彼此独立的阳极氢气出口、冷却出口、阴极空气入口；所述阳极尾板的两相对方向上的板体上分别设有第一孔洞、第二孔洞；其中，所述第一穿墙接头的第一基板下侧无缝贴合在双极板-膜电极组件上、上侧贴合在阳极尾板下侧，且第一穿墙接头的第一集成体从第一孔洞穿出；所述第二穿墙接头的第二基板下侧无缝贴合在双极板-膜电极组件上、上侧贴合在阳极尾板下侧，且第二穿墙接头的第二集成体从第二孔洞穿出。
3、优选地，所述阳极氢气入口与阳极氢气出口呈斜对角布置，所述阴极空气入口与阴极空气出口呈斜对角布置，且冷却入口与冷却出口呈直线布置。
4、优选地，所述阳极铜电极、阳极绝缘板位于第一基板、第二基板之间。
5、优选地，所述阳极铜电极边缘设有用于作为接头的阳极折边；所述阳极折边朝阳极尾板方向弯折并置于阳极尾板边缘的卡槽中。
6、优选地，在双极板-膜电极组件与第一基板和第二基板结合部位设有密封垫圈。
7、优选地，所述阴极铜电极边缘设有用于作为接头的阴极折边；所述阴极折边朝阴极尾板方向弯折并置于阴极尾板边缘的卡槽中。
8、优选地，所述阴极尾板两侧自带螺纹孔，双头螺柱阴极端直接旋进螺孔。
9、优选地，所述双头螺柱的柱身上套设有绝缘热缩管。
10、相比于现有技术的缺点和不足，本技术具有以下有益效果：
11、（1）本技术采用氢气、空气和冷却液采用整体穿墙接头的巧妙设计，结构小巧，紧凑，并且三种介质（氢气、空气、冷却液）各自有独立的流道，阳极尾板上预留接头穿过的孔洞，在螺柱配合螺栓的作用下压紧穿墙接头；
12、（2）本技术独特的穿墙接头设计有利于减小铜电极的长宽，通过增加垫板厚度，降低铜电极厚度，从而降低成本；尤其是铜电极，为了保持铜电极较高的防腐性和导电性，一般采用镀金镀银处理，该实用性新使电堆铜电极的有效利用面积大幅提升，使铜电极的成本大幅下降，铜电极采用折弯的设计比平板设计更节约空间，更加便于安装；
13、（3）本技术能确保介质与铜电极相互独立，没有接触，密封更加容易，有效延长密封材料的使用寿命。
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1.一种氢燃料电池电堆，该电堆包括双极板-膜电极组件，在双极板-膜电极组件的阴极至阳极方向上，该双极板-膜电极组件阳极端顺序装配有阳极铜电极、阳极绝缘板、阳极尾板，在双极板-膜电极组件的阳极至阴极方向上，该双极板-膜电极组件的阴极端顺序装配有阴极铜电极、阴极绝缘板、金属垫板、波形弹簧以及阴极尾板，所述阳极尾板、阴极尾板之间通过双头螺柱紧固为整体，其特征在于，所述电堆还包括第一穿墙接头、第二穿墙接头，所述第一穿墙接头包括第一基板以及集成在第一基板上的第一集成体，所述第一集成体上设有彼此独立的阳极氢气入口、冷却入口、阴极空气出口，所述第二穿墙接头包括第二基板以及集成在第二基板上的第二集成体，所述第二集成体上设有彼此独立的阳极氢气出口、冷却出口、阴极空气入口；所述阳极尾板的两相对方向上的板体上分别设有第一孔洞、第二孔洞；其中，
2.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆，其特征在于，所述阳极氢气入口与阳极氢气出口呈斜对角布置，所述阴极空气入口与阴极空气出口呈斜对角布置，且冷却入口与冷却出口呈直线布置。
3.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆，其特征在于，所述阳极铜电极、
4.如权利要求3所述的氢燃料电池电堆，其特征在于，所述阳极铜电极边缘设有用于作为接头的阳极折边；所述阳极折边朝阳极尾板方向弯折并置于阳极尾板边缘的卡槽中。
5.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆，其特征在于，在双极板-膜电极组件与第一基板和第二基板结合部位设有密封垫圈。
6.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆，其特征在于，所述阴极铜电极边缘设有用于作为接头的阴极折边；所述阴极折边朝阴极尾板方向弯折并置于阴极尾板边缘的卡槽中。
7.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆，其特征在于，所述阴极尾板两侧自带螺纹孔，双头螺柱阴极端直接旋进螺孔，不需要垫片螺母。
8.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆，其特征在于，所述双头螺柱的柱身上套设有绝缘热缩管。
...【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池电堆，该电堆包括双极板-膜电极组件，在双极板-膜电极组件的阴极至阳极方向上，该双极板-膜电极组件阳极端顺序装配有阳极铜电极、阳极绝缘板、阳极尾板，在双极板-膜电极组件的阳极至阴极方向上，该双极板-膜电极组件的阴极端顺序装配有阴极铜电极、阴极绝缘板、金属垫板、波形弹簧以及阴极尾板，所述阳极尾板、阴极尾板之间通过双头螺柱紧固为整体，其特征在于，所述电堆还包括第一穿墙接头、第二穿墙接头，所述第一穿墙接头包括第一基板以及集成在第一基板上的第一集成体，所述第一集成体上设有彼此独立的阳极氢气入口、冷却入口、阴极空气出口，所述第二穿墙接头包括第二基板以及集成在第二基板上的第二集成体，所述第二集成体上设有彼此独立的阳极氢气出口、冷却出口、阴极空气入口；所述阳极尾板的两相对方向上的板体上分别设有第一孔洞、第二孔洞；其中，
2.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆，其特征在于，所述阳极氢气入口与阳极氢气出口呈斜对角布置，所述阴极空气入口与阴极空气出...
【专利技术属性】
技术研发人员：董芬，董秀齐，安存军，常卫东，
申请(专利权)人：氢美新能源科技廊坊有限公司，
类型：新型
国别省市：
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