專利名稱：空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及質(zhì)子交換膜燃料電池的技術(shù)領(lǐng)域，具體為空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的空冷型燃料電池雙極板，其專利號(hào)201020606479. 0，授權(quán)公告日2011年06月01日，名稱一種空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板，該專利記載如下
雙極板的一面為陰極極面、另一面為陽(yáng)極極面，其特征在于所述陰極極面開(kāi)有陰極密封槽腔體，所述陰極密封槽腔體包裹空氣平行直道，所述空氣平行直道通過(guò)兩側(cè)的進(jìn)氣直槽連通外部空氣，所述進(jìn)氣直槽位于所述陰極密封槽腔體厚度方向內(nèi)側(cè)；所述陽(yáng)極極面的兩端開(kāi)有通孔，所述陽(yáng)極極面開(kāi)有氫氣流道，所述陽(yáng)極極面開(kāi)有陽(yáng)極密封槽腔體，所述陽(yáng)極·密封槽腔體將兩個(gè)通孔、氫氣流道分別單獨(dú)包圍，兩個(gè)所述通孔內(nèi)側(cè)分別開(kāi)有導(dǎo)通槽連通所述氫氣流道，所述導(dǎo)通槽位于所述陽(yáng)極密封槽腔體厚度方向內(nèi)側(cè)。該結(jié)構(gòu)由于氫氣在垂直方向上通過(guò)雙極板，因此為了防止氫氣和空氣竄氣，必須在陽(yáng)極密封槽腔體和陰極密封槽腔體內(nèi)放入橡膠密封件，同時(shí)需要較厚的端板和較粗的螺桿，以保證電堆裝配時(shí)所需的很大的預(yù)緊力，從而使橡膠密封件壓入密封槽腔體，即使如此，由于橡膠密封件厚度尺寸、密封槽腔體的深度尺寸很難控制，因此該雙極板用于裝配電堆時(shí)十分復(fù)雜并耗時(shí)，裝配后的電堆仍然時(shí)常發(fā)生竄氣，不能保證密封效果，從而影響電堆的性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，該結(jié)構(gòu)使電池堆陰極側(cè)空氣和陽(yáng)極側(cè)氫氣完全隔開(kāi)，因此，電堆的氣體密封性優(yōu)異，從而可以提高電堆的性能，且該結(jié)構(gòu)可以降低電堆的重量、大大提高電堆裝配速度?？绽湫唾|(zhì)子交換膜燃料電池堆，其技術(shù)方案是這樣的其包括燃料電池本體段，其特征在于所述燃料電池的本體段的兩側(cè)分別設(shè)置有集電板，所述集電板的外側(cè)分別設(shè)置有絕緣端板，所述絕緣端板的四周外露于所述集電板，緊固螺桿、緊固螺帽緊固連接兩側(cè)的所述絕緣端板、并壓緊集電板和燃料電池本體段，所述燃料電池本體段的頂部設(shè)置有頂板、氫氣進(jìn)氣外總管端板，所述頂板緊固通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的所述絕緣端板的頂部、并用螺絲緊固連接，所述氫氣進(jìn)氣外總管端板緊固連接兩側(cè)的所述絕緣端板的頂部安裝止口內(nèi)，所述氫氣進(jìn)氣外總管端板、頂板間通過(guò)粘接劑填縫封裝；所述氫氣進(jìn)氣外總管端板的進(jìn)氣長(zhǎng)通管連通所述燃料電池本體段的各個(gè)氫氣進(jìn)氣子管，在所述進(jìn)氣長(zhǎng)通管內(nèi)和各個(gè)氫氣進(jìn)氣子管外表面的間隙中填裝有粘接劑；所述燃料電池本體段的底部設(shè)置有底板、氫氣出氣外總管端板，所述底板通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的所述絕緣端板的底部、并用螺絲緊固連接，所述氫氣出氣外總管端板緊固連接兩側(cè)的所述絕緣端板的底部安裝止口內(nèi)，所述氫氣出氣外總管端板、底板間通過(guò)粘接劑填縫封裝；所述氫氣出氣外總管端板的出氣長(zhǎng)通管連通所述燃料電池本體段的各個(gè)氫氣出氣子管，在所述出氣長(zhǎng)通管內(nèi)和各個(gè)氫氣出氣子管外表面的間隙中填裝有粘接劑；所述氫氣進(jìn)氣外總管端板、氫氣出氣外總管端板分別位于所述絕緣端板的對(duì)角線位置；風(fēng)扇板位于所述燃料電池本體段的正面，所述風(fēng)扇板通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的所述絕緣端板的前端面、并用螺絲緊固連接，所述風(fēng)扇板和所述頂板之間通過(guò)粘接劑填縫封裝，所述風(fēng)扇板和所述氫氣出氣外總管端板之間通過(guò)粘接劑填縫封裝；所述風(fēng)扇板上均布有風(fēng)扇通孔，所述風(fēng)扇被螺絲固定在所述風(fēng)扇板上，所述風(fēng)扇的扇葉對(duì)準(zhǔn)風(fēng)扇通孔。其進(jìn)一步特征在于
所述燃料電池本體段由空氣單極板和均布的雙極板膜電極組合體構(gòu)成，其連接關(guān)系為雙極板膜電極組合體依次堆疊，所述燃料電池本體段的一側(cè)的空氣單極板的陰極極面與相鄰的雙極板膜電極組合體的膜電極貼合，所述空氣單極板的平面與該側(cè)的集電板貼合；所述燃料電池本體段的另一側(cè)的端部的雙極板膜電極組合體的陰極極面與集電板直接貼合；· 所述雙極板膜電極組合體包括雙極板、膜電極，所述雙極板的一面為陰極極面、另一面為陽(yáng)極極面，一片所述雙極板的陰極極面和另一片所述雙極板的陽(yáng)極極面之間封裝有所述膜電極，所述陰極極面的非端部位置開(kāi)有橫向兩側(cè)貫穿的空氣直道，所述陽(yáng)極極面兩端部開(kāi)有集氣凹槽，所述陽(yáng)極極面設(shè)置有氫氣流道凹槽，所有的所述氫氣流道凹槽連通所述集氣凹槽，氫氣子管位于所述雙極板的外緣厚度平面，所述氫氣子管連通所述集氣凹槽，封裝后的所述雙極板的陰極極面貼合所述膜電極的陰極氣體擴(kuò)散層，所述空氣直道連通所述陰極氣體擴(kuò)散層的外表面，所述雙極板的陽(yáng)極極面與所述膜電極的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層外表面接觸，且雙極板的陽(yáng)極極面、膜電極的四周設(shè)置有陽(yáng)極封裝槽，粘接劑封裝所述陽(yáng)極封裝槽，所述氫氣流道凹槽連通所述膜電極的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層的外表面；所述集氣凹槽分別為進(jìn)氣集氣凹槽、出氣集氣凹槽，所述氫氣子管具體為氫氣進(jìn)氣子管、氫氣出氣子管，所述氫氣進(jìn)氣子管連通所述進(jìn)氣集氣凹槽，所述氫氣出氣子管連通所述出氣集氣凹槽；
所述空氣單極板的一面為陰極極面、另一面為平面，所述陰極極面的非端部位置開(kāi)有橫向兩側(cè)貫穿的空氣直道；所述空氣直道均勻布置且相互平行；
所述空氣單極板的陰極極面貼合相鄰雙極板膜電極組合體的膜電極的陰極氣體擴(kuò)散
層；
所述氫氣進(jìn)氣外總管端板包括開(kāi)槽端板、柱塞，所述開(kāi)槽端板橫跨兩片所述絕緣端板的頂部安裝止口內(nèi)、并通過(guò)螺釘緊固，所述柱塞蓋裝于所述開(kāi)槽端板，所述進(jìn)氣長(zhǎng)通管具體為所述柱塞蓋裝于所述開(kāi)槽端板形成的槽體，所述雙極板一側(cè)的氫氣進(jìn)氣子管深入所述開(kāi)槽端板的進(jìn)氣長(zhǎng)通管內(nèi)，在進(jìn)氣長(zhǎng)通管內(nèi)、氫氣進(jìn)氣子管外的間隙中填裝粘結(jié)劑，形成粘結(jié)劑封裝層，所述柱塞上開(kāi)有氫氣進(jìn)氣孔，所述氫氣進(jìn)氣孔連通所述進(jìn)氣長(zhǎng)通管；
所述氫氣出氣外總管端板的結(jié)構(gòu)與所述氫氣進(jìn)氣外總管端板的結(jié)構(gòu)相似，其包括出氣開(kāi)槽端板、出氣柱塞，所述出氣開(kāi)槽端板橫跨兩片所述絕緣端板的底部安裝止口內(nèi)、并通過(guò)螺釘緊固，所述出氣柱塞蓋裝于所述出氣開(kāi)槽端板，所述出氣長(zhǎng)通管具體為所述出氣柱塞蓋裝于所述出氣開(kāi)槽端板形成的槽體，所述雙極板一側(cè)的氫氣出氣子管深入所述出氣開(kāi)槽端板的出氣長(zhǎng)通管內(nèi)，在出氣長(zhǎng)通管內(nèi)、氫氣出氣子管外的間隙中填裝粘結(jié)劑，形成粘結(jié)劑封裝層，所述出氣柱塞上開(kāi)有氫氣出氣孔，所述出氣長(zhǎng)通管連通所述氫氣出氣孔；氫氣進(jìn)口接頭套裝于所述氫氣進(jìn)氣孔；
氫氣出口接頭套裝于所述氫氣出氣孔。采用本發(fā)明后，燃料電池的本體的接受空氣、通入氫氣的部分被粘接劑完全隔離，確保電池堆陰極側(cè)空氣和陽(yáng)極側(cè)氫氣完全隔開(kāi)，故電堆的氣體密封性優(yōu)異，從而可以提高電堆的性能，且該結(jié)構(gòu)無(wú)需用到較厚的端板和較粗的螺桿，以保證電堆裝配時(shí)所需的很大的預(yù)緊力，故可以降低電堆的重量、大大提高電堆裝 配速度。


圖I為本發(fā)明的立體圖結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的立體圖結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明的裝配示意 圖4為本發(fā)明的燃料電池本體段的位置關(guān)系和結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明的相鄰兩片雙極板膜電極組合體的位置關(guān)系和結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明的陰極極面的結(jié)構(gòu)示意 圖7為本發(fā)明的陽(yáng)極極面的結(jié)構(gòu)示意 圖8為本發(fā)明的膜電極結(jié)構(gòu)示意 圖9為本發(fā)明的雙極板和膜電極組件的具體封裝實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意 圖10為本發(fā)明的雙極板和膜電極組件的具體封裝實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意 圖11為氫氣進(jìn)氣外總管端板的開(kāi)槽端板和柱塞的結(jié)構(gòu)示意 圖12為氫氣進(jìn)氣外總管端板與氫氣進(jìn)氣子管連接的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式見(jiàn)圖1-12，其包括燃料電池本體段3，燃料電池的本體段3的兩側(cè)分別設(shè)置有集電板2，集電板2的外側(cè)分別設(shè)置有絕緣端板1，絕緣端板I的四周外露于集電板2，緊固螺桿
4、緊固螺帽5緊固連接兩側(cè)的絕緣端板I、并壓緊集電板2和燃料電池本體段3，燃料電池本體段3的頂部設(shè)置有頂板10、氫氣進(jìn)氣外總管端板45，頂板10緊固通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的絕緣端板I的頂部、并用螺絲緊固連接，氫氣進(jìn)氣外總管端板45緊固連接兩側(cè)的絕緣端板I的頂部安裝止口 36內(nèi)，氫氣進(jìn)氣外總管端板45、頂板10間通過(guò)粘接劑填縫封裝；氫氣進(jìn)氣外總管端板45的進(jìn)氣長(zhǎng)通管37連通燃料電池本體段3的各個(gè)氫氣進(jìn)氣子管32，在進(jìn)氣長(zhǎng)通管37內(nèi)和各個(gè)氫氣進(jìn)氣子管32外表面的間隙中填裝有粘接劑；
燃料電池本體段3的底部設(shè)置有底板11、氫氣出氣外總管端板46，底板11通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的絕緣端板I的底部、并用螺絲緊固連接，氫氣出氣外總管端板46緊固連接兩側(cè)的絕緣端板I的底部安裝止口 48內(nèi)，氫氣出氣外總管端板46、底板11間通過(guò)粘接劑填縫封裝；氫氣出氣外總管端板46的出氣長(zhǎng)通管49連通燃料電池本體段3的各個(gè)氫氣出氣子管33，在出氣長(zhǎng)通管49內(nèi)和各個(gè)氫氣出氣子管33外表面的間隙中填裝有粘接劑；
氫氣進(jìn)氣外總管端板45、氫氣出氣外總管端板46分別位于絕緣端板I的對(duì)角線位置；風(fēng)扇板9位于燃料電池本體段3的正面，風(fēng)扇板9通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的絕緣端板I的前端面、并用螺絲緊固連接，風(fēng)扇板9和頂板10之間通過(guò)粘接劑填縫封裝，風(fēng)扇板9和氫氣出氣外總管端板46之間通過(guò)粘接劑填縫封裝；風(fēng)扇板9上均布有風(fēng)扇通孔47,風(fēng)扇8被螺絲固定在風(fēng)扇板9上,風(fēng)扇8的扇葉對(duì)準(zhǔn)風(fēng)扇通孔47。 其進(jìn)一步特征在于
燃料電池本體段3由空氣單極板12和均布的雙極板膜電極組合體13構(gòu)成，其連接關(guān)系為雙極板膜電極組合體13依次堆疊，燃料電池本體段3的一側(cè)的空氣單極板12的陰極極面與相鄰的雙極板膜電極組合體13的膜電極貼合，空氣單極板12的平面16與該側(cè)的集電板2貼合；燃料電池本體段3的另一側(cè)的端部的雙極板膜電極組合體13的陰極極面14與該側(cè)的集電板2直接貼合；
雙極板膜電極組合體包括雙極板17、膜電極15,雙極板17的一面為陰極極面14、另一面為陽(yáng)極極面18,—片雙極板17的陰極極面14和另一片雙極板17的陽(yáng)極極面18之間封裝有膜電極15，陰極極面14的非端部位置開(kāi)有橫向兩側(cè)貫穿的空氣直道19，陽(yáng)極極面18兩端部開(kāi)有集氣凹槽，陽(yáng)極極面18設(shè)置有氫氣流道凹槽20，所有的氫氣流道凹槽20連通集氣凹槽，氫氣子管位于雙極板17的外緣厚度平面，氫氣子管連通集氣凹槽，封裝后的雙極·板17的陰極極面14貼合膜電極15的陰極氣體擴(kuò)散層21，空氣直道19連通陰極氣體擴(kuò)散層21的外表面，雙極板17的陽(yáng)極極面18與膜電極15的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層22外表面接觸，且雙極板17的陽(yáng)極極面18、膜電極15的四周設(shè)置有陽(yáng)極封裝槽23，粘接劑24封裝陽(yáng)極封裝槽23，氫氣流道凹槽20連通膜電極15的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層22的外表面；集氣凹槽分別為進(jìn)氣集氣凹槽30、出氣集氣凹槽31，氫氣子管具體為氫氣進(jìn)氣子管32、氫氣出氣子管33，氫氣進(jìn)氣子管32連通進(jìn)氣集氣凹槽30，氫氣出氣子管33連通出氣集氣凹槽31 ；
空氣單極板12的一面為陰極極面14、另一面為平面16，陰極極面14的非端部位置開(kāi)有橫向兩側(cè)貫穿的空氣直道19 ;空氣直道19均勻布置且相互平行；
空氣單極板12的陰極極面14貼合相鄰雙極板膜電極組合體13的膜電極15的陰極氣體擴(kuò)散層21 ；
氫氣進(jìn)氣外總管端板45包括開(kāi)槽端板34、柱塞35，開(kāi)槽端板34橫跨兩片絕緣端板I的頂部安裝止口 36內(nèi)、并通過(guò)螺釘緊固，柱塞35蓋裝于開(kāi)槽端板34，進(jìn)氣長(zhǎng)通管37具體為柱塞35蓋裝于開(kāi)槽端板34形成的槽體，雙極板17 —側(cè)的氫氣進(jìn)氣子管32深入開(kāi)槽端板34的進(jìn)氣長(zhǎng)通管37內(nèi)，在進(jìn)氣長(zhǎng)通管37內(nèi)、氫氣進(jìn)氣子管32外的間隙中填裝粘結(jié)劑，形成粘結(jié)劑封裝層38,柱塞35上開(kāi)有氫氣進(jìn)氣孔44,氫氣進(jìn)氣孔44連通進(jìn)氣長(zhǎng)通管37 ;氫氣進(jìn)口接頭6套裝于氫氣進(jìn)氣孔44 ；
氫氣進(jìn)氣子管32的長(zhǎng)度小于進(jìn)氣長(zhǎng)通管37的深度，粘結(jié)劑封裝層38的厚度小于或等氫氣進(jìn)氣子管32的長(zhǎng)度。柱塞35的柱塞頭39塞入開(kāi)槽端板34的通管凹陷40中并置于開(kāi)槽端板34的臺(tái)階41之上，在臺(tái)階41旁邊的密封槽42內(nèi)填裝粘結(jié)劑，使開(kāi)槽端板34和柱塞35封裝在一起，進(jìn)一步通過(guò)螺絲將柱塞35與開(kāi)槽端板34連接在一起構(gòu)成氫氣進(jìn)氣外總管端板45。長(zhǎng)通孔37內(nèi)的粘結(jié)劑封裝層38的頂面、柱塞頭39的表面、長(zhǎng)通孔37的四周壁面之間的空間共同圍成氫氣通道43。氫氣進(jìn)氣子管32連通氫氣通道43 ；
氫氣出氣外總管端板46的結(jié)構(gòu)與氫氣進(jìn)氣外總管端板45的結(jié)構(gòu)相似，其包括出氣開(kāi)槽端板50、出氣柱塞51，出氣開(kāi)槽端板50橫跨兩片絕緣端板I的底部安裝止口 48內(nèi)、并通過(guò)螺釘緊固，出氣柱塞51蓋裝于出氣開(kāi)槽端板50，出氣長(zhǎng)通管49具體為出氣柱塞51蓋裝于出氣開(kāi)槽端板50形成的槽體，雙極板一側(cè)的氫氣出氣子管33深入出氣開(kāi)槽端板50的出氣長(zhǎng)通管49內(nèi)，在出氣長(zhǎng)通管49內(nèi)、氫氣出氣子管33外的間隙中填裝粘結(jié)劑，形成粘結(jié)劑封裝層，出氣柱塞51上開(kāi)有氫氣出氣孔52,出氣長(zhǎng)通管49連通氫氣出氣孔52 ；
氫氣出口接頭7套裝于氫氣出氣孔52。膜電極15包括陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層22、陽(yáng)極催化層25、質(zhì)子交換膜26、陰極催化層27、陰極氣體擴(kuò)散層21，質(zhì)子交換膜26具體為氫離子交換膜；
具體實(shí)施例一，見(jiàn)圖9 :封裝后的膜電極15的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層22、陽(yáng)極催化層25的四周設(shè)置有陽(yáng)極封裝槽23;
具體實(shí)施例二，見(jiàn)圖10 :封裝后的膜電極15的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層22、陽(yáng)極催化層25的四周設(shè)置有內(nèi)陽(yáng)極封裝槽28，接觸陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層22的陽(yáng)極極面18的四周設(shè)置有外陽(yáng)極封裝槽29，內(nèi)陽(yáng)極封裝槽28、外陽(yáng)極封裝槽29相互連通形成整體的陽(yáng)極封裝槽23?！?br> 權(quán)利要求
1.空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，其包括燃料電池本體段，其特征在于所述燃料電池的本體段的兩側(cè)分別設(shè)置有集電板，所述集電板的外側(cè)分別設(shè)置有絕緣端板，所述絕緣端板的四周外露于所述集電板，緊固螺桿、緊固螺帽緊固連接兩側(cè)的所述絕緣端板、并壓緊集電板和燃料電池本體段，所述燃料電池本體段的頂部設(shè)置有頂板、氫氣進(jìn)氣外總管端板，所述頂板緊固通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的所述絕緣端板的頂部、并用螺絲緊固連接，所述氫氣進(jìn)氣外總管端板緊固連接兩側(cè)的所述絕緣端板的頂部安裝止口內(nèi)，所述氫氣進(jìn)氣外總管端板、頂板間通過(guò)粘接劑填縫封裝；所述氫氣進(jìn)氣外總管端板的進(jìn)氣長(zhǎng)通管連通所述燃料電池本體段的各個(gè)氫氣進(jìn)氣子管，在所述進(jìn)氣長(zhǎng)通管內(nèi)和各個(gè)氫氣進(jìn)氣子管外表面的間隙中填裝有粘接劑；所述燃料電池本體段的底部設(shè)置有底板、氫氣出氣外總管端板，所述底板通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的所述絕緣端板的底部、并用螺絲緊固連接，所述氫氣出氣外總管端板緊固連接兩側(cè)的所述絕緣端板的底部安裝止口內(nèi)，所述氫氣出氣外總管端板、底板間通過(guò)粘接劑填縫封裝；所述氫氣出氣外總管端板的出氣長(zhǎng)通管連通所述燃料電池本體段的各個(gè)氫氣出氣子管，在所述出氣長(zhǎng)通管內(nèi)和各個(gè)氫氣出氣子管外表面的間隙中填裝有粘接劑；所述氫氣進(jìn)氣外總管端板、氫氣出氣外總管端板分別位于所述絕緣端板的對(duì)角線位置；風(fēng)扇板位于所述燃料電池本體段的正面，所述風(fēng)扇板通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的所述絕緣端板的前端面、并用螺絲緊固連接，所述風(fēng)扇板和所述頂板之間通過(guò)粘接劑填縫封裝，所述風(fēng)扇板和所述氫氣出氣外總管端板之間通過(guò)粘接劑填縫封裝；所述風(fēng)扇板上均布有風(fēng)扇通孔，所述風(fēng)扇被螺絲固定在所述風(fēng)扇板上，所述風(fēng)扇的扇葉對(duì)準(zhǔn)風(fēng)扇通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，其特征在于所述燃料電池本體段由空氣單極板和均布的雙極板膜電極組合體構(gòu)成，其連接關(guān)系為雙極板膜電極組合體依次堆疊，所述燃料電池本體段的一側(cè)的空氣單極板的陰極極面與相鄰的雙極板膜電極組合體的膜電極貼合，所述空氣單極板的平面與該側(cè)的集電板貼合；所述燃料電池本體段的另一側(cè)的端部的雙極板膜電極組合體的陰極極面與集電板直接貼合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，其特征在于所述雙極板膜電極組合體包括雙極板、膜電極，所述雙極板的一面為陰極極面、另一面為陽(yáng)極極面，一片所述雙極板的陰極極面和另一片所述雙極板的陽(yáng)極極面之間封裝有所述膜電極，所述陰極極面的非端部位置開(kāi)有橫向兩側(cè)貫穿的空氣直道，所述陽(yáng)極極面兩端部開(kāi)有集氣凹槽，所述陽(yáng)極極面設(shè)置有氫氣流道凹槽，所有的所述氫氣流道凹槽連通所述集氣凹槽，氫氣子管位于所述雙極板的外緣厚度平面，所述氫氣子管連通所述集氣凹槽，封裝后的所述雙極板的陰極極面貼合所述膜電極的陰極氣體擴(kuò)散層，所述空氣直道連通所述陰極氣體擴(kuò)散層的外表面，所述雙極板的陽(yáng)極極面與所述膜電極的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層外表面接觸，且雙極板的陽(yáng)極極面、膜電極的四周設(shè)置有陽(yáng)極封裝槽，粘接劑封裝所述陽(yáng)極封裝槽，所述氫氣流道凹槽連通所述膜電極的陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層的外表面；所述集氣凹槽分別為進(jìn)氣集氣凹槽、出氣集氣凹槽，所述氫氣子管具體為氫氣進(jìn)氣子管、氫氣出氣子管，所述氫氣進(jìn)氣子管連通所述進(jìn)氣集氣凹槽，所述氫氣出氣子管連通所述出氣集氣凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，其特征在于所述空氣單極板的一面為陰極極面、另一面為平面，所述陰極極面的非端部位置開(kāi)有橫向兩側(cè)貫穿的空氣直道；所述空氣直道均勻布置且相互平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，其特征在于所述空氣單極板的陰極極面貼合相鄰雙極板膜電極組合體的膜電極的陰極氣體擴(kuò)散層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，其特征在于所述氫氣進(jìn)氣外總管端板包括開(kāi)槽端板、柱塞，所述開(kāi)槽端板橫跨兩片所述絕緣端板的頂部安裝止口內(nèi)、并通過(guò)螺釘緊固，所述柱塞蓋裝于所述開(kāi)槽端板，所述進(jìn)氣長(zhǎng)通管具體為所述柱塞蓋裝于所述開(kāi)槽端板形成的槽體，所述雙極板一側(cè)的氫氣進(jìn)氣子管深入所述開(kāi)槽端板的進(jìn)氣長(zhǎng)通管內(nèi)，在進(jìn)氣長(zhǎng)通管內(nèi)、氫氣進(jìn)氣子管外的間隙中填裝粘結(jié)劑，形成粘結(jié)劑封裝層，所述柱塞上開(kāi)有氫氣進(jìn)氣孔，所述氫氣進(jìn)氣孔連通所述進(jìn)氣長(zhǎng)通管。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，其特征在于所述氫氣出氣外總管端板的結(jié)構(gòu)與所述氫氣進(jìn)氣外總管端板的結(jié)構(gòu)相似，其包括出氣開(kāi)槽端板、出氣柱塞，所述出氣開(kāi)槽端板橫跨兩片所述絕緣端板的底部安裝止口內(nèi)、并通過(guò)螺釘緊固，所述出氣柱塞蓋裝于所述出氣開(kāi)槽端板，所述出氣長(zhǎng)通管具體為所述出氣柱塞蓋裝于所述出氣開(kāi)槽端板形成的槽體，所述雙極板一側(cè)的氫氣出氣子管深入所述出氣開(kāi)槽端板的出氣長(zhǎng)通管內(nèi)，在出氣長(zhǎng)通管內(nèi)、氫氣出氣子管外的間隙中填裝粘結(jié)劑，形成粘結(jié)劑封裝層，所述出氣柱塞上開(kāi)有氫氣出氣孔，所述出氣長(zhǎng)通管連通所述氫氣出氣孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，其特征在于氫氣進(jìn)口接頭套裝于所述氫氣進(jìn)氣孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，其特征在于氫氣出口接頭套裝于所述氫氣出氣孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池堆，該結(jié)構(gòu)使電池堆陰極側(cè)空氣和陽(yáng)極側(cè)氫氣完全隔開(kāi)，因此，電堆的氣體密封性優(yōu)異，從而可以提高電堆的性能，且該結(jié)構(gòu)可以降低電堆的重量、大大提高電堆裝配速度。其包括燃料電池本體段，其特征在于所述燃料電池的本體段的兩側(cè)分別設(shè)置有集電板，所述集電板的外側(cè)分別設(shè)置有絕緣端板，所述絕緣端板的四周外露于所述集電板，緊固螺桿、緊固螺帽緊固連接兩側(cè)的所述絕緣端板、并壓緊集電板和燃料電池本體段，所述燃料電池本體段的頂部設(shè)置有頂板、氫氣進(jìn)氣外總管端板，所述頂板緊固通過(guò)粘接劑粘接兩側(cè)的所述絕緣端板的頂部、并用螺絲緊固連接。
文檔編號(hào)H01M8/02GK102790230SQ20121027465
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者小笠原亮, 曹廣益, 胡鳴若 申請(qǐng)人:無(wú)錫國(guó)贏科技有限公司