一种用于甲醇燃料电池的双极板的制作方法

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种用于甲醇燃料电池的双极板。

背景技术：

直接甲醇燃料电池是指直接使用甲醇为阳极活性物质的燃料电池，是质子交换膜燃料电池的一种。甲醇燃料电池的电堆是多个电池单体的组合结构，多个电池单体通过前端板和后端板固定。电池单体包括两双极板和设于双极板之间的质子交换膜组件。现有技术中，双极板的两结合侧面外缘设有圆周形的密封圈。密封圈在双极板装配的过程中以及工作中受高温影响，密封圈自身会产生应力，应力令密封圈在安装时挤出密封槽中，或者在安装后产生形变，影响密封效果，严重的会令密封失效。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种用于甲醇燃料电池的双极板，本双极板安装过程中密封圈的安装更佳稳定可靠。密封圈在安装完成后，自身具有吸收应力的功能，不易因形变而造成密封失效。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于甲醇燃料电池的双极板，包括阴极板和阳极板，所述阴极板与阳极板层叠设置，所述阴极板与阳极板的结合面设有水流道，所述阴极板和阳极板设有与水流道接通的水流进口和水流出口，所述的水流进口、水流道和水流出口形成冷却水通过的水流场，所述水流场的外围设有密封圈，所述密封圈位于阴极板和阳极板之间，其特征在于：所述阴极板和阳极板之一的结合面上设有位于水流场外围的密封凹槽，所述阴极板和阳极板另一的结合面上设有位于水流场外围的密封凸台，所述密封凸台与所述密封凹槽结合，所述密封圈设于所述密封凸台与所述密封凹槽之间；所述密封凹槽为v形槽，所述密封凸台的是横截面为圆弧的凸起部，所述密封凸台的两侧部与所述密封凹槽的两v形面之间均夹压所述密封圈，所述密封凸台沿自身的延伸方向均布有若干限位凸起部，所述密封圈沿自身的延伸方向均布与所述限位凸起部一一对应的限位豁口，所述限位凸起部卡入所述限位豁口中。

所述限位豁口的长度为l1,所述限位凸起部的长度为l2，2mm<l1-l2<5mm。

优选的，所述密封凸台的顶端与所述密封凹槽的底端之间形成过度缝腔。

优选的，所述限位凸起部是与密封凸台延伸方向相同的、两端面以及侧面为弧形的凸起状。

所述限位豁口的两端为圆弧形状，所述密封圈上位于相邻两限位豁口之间的部分为连接部，密封圈上位于所述连接部两侧的非间断延伸的部分为密封部。

优选的，所述密封圈的横断面为弧形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中的密封圈具有用于预压紧定位作用的限位豁口，在密封圈被完全压紧于密封凹槽内之前，限位豁口与限位凸起部结合，令密封圈在受到压紧力之初以及在被压紧过程中可靠位于密封凹槽内，以此保证密封圈的密封效果。

另一方面，密封圈中的限位豁口可释放密封圈自身产生的应力，避免密封圈受到高温影响产生较大的应力形变，避免密封失效。

附图说明

图1为本实用新型中阴极板的结构示意图；

图2为本实用新型中密封凹槽与密封凸台的结合结构示意图；

图3为本实用新型中阳极板的密封凸台的结构示意图；

图4为本实用新型中密封圈的结构示意图。

图中：1、阴极板；2、阳极板；3、水流道；4、水流进口；5、水流出口；6、密封圈；6-1、限位豁口；6-2、连接部；6-3、密封部；7、密封凹槽；8、密封凸台；9、限位凸起部；10、过度缝腔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供以下技术方案：一种用于甲醇燃料电池的双极板，包括阴极板1和阳极板2。阴极板1与阳极板2层叠设置，阴极板1与阳极板2的结合面设有水流道3。阴极板1和阳极板2设有与水流道3接通的水流进口4和水流出口5。所述的水流进口4、水流道3和水流出口5形成冷却水通过的水流场。具体的，阴极板1和阳极板2为金属薄板，两板体的相对的结合面上设有位置对应的相匹配的水流场。阴极板1和阳极板2层叠结合后，阴极板1和阳极板2之间形成自水流进口4通过水流道3至水流出口5的水流通道。

水流场的外围设有密封圈6，密封圈6位于阴极板1和阳极板2之间。具体的，阴极板1和阳极板2之一的结合面上设有位于水流场外围的密封凹槽7。所述阴极板1和阳极板2另一的结合面上设有位于水流场外围的密封凸台8，所述密封凸台8与所述密封凹槽7结合。所述密封圈6设于所述密封凸台8与所述密封凹槽7之间。本实施例中，阴极板1的结合面上设有闭环的密封凹槽7，阳极板2的结合面上设有位置与形状相匹配的闭环的密封凸台8。

密封凹槽7为v形槽，即密封凹槽7的横断面形状为v形。密封凸台8的是横截面为圆弧的凸起部。密封凸台8的两侧部与密封凹槽7的两v形面之间均夹压密封圈6。密封凸台8沿自身的延伸方向均布有若干限位凸起部9。密封圈6沿自身的延伸方向均布与所述限位凸起部9一一对应的限位豁口6-1，限位凸起部9卡入所述限位豁口6-1中。具体的，限位凸起部9是与密封凸台8延伸方向相同的、两端面以及侧面为弧形的凸起状，限位凸起部9与密封凸台8为一体式构造。限位豁口6-1的两端为圆弧形状。密封圈6为树脂橡胶材质的横断面为弧形的密封圈。密封圈6上位于相邻两限位豁口6-1之间的部分为连接部6-2，密封圈6上位于所述连接部6-2两侧的非间断延伸的部分为密封部6-3。两密封部6-3分别压紧密封在密封凹槽7的两v形面与密封凸台8之间。本实施例中，限位豁口6-1的长度为l1，所述限位凸起部9的长度为l2，2mm<l1-l2<5mm。密封圈6在安装完成后，限位豁口6-1与限位凸起部9之间的延伸方向存有缝隙，有助于密封圈6自身应力释放，减小形变。

本实施例中，密封凸台8的顶端与密封凹槽7的底端之间形成过度缝腔10。过度缝腔10可作为密封凹槽7两密封面之间的缓冲腔，可在一定程度上减小密封凹槽7的v形面外侧面的液体压力。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种用于甲醇燃料电池的双极板，包括阴极板(1)和阳极板(2)，所述阴极板(1)与阳极板(2)层叠设置，所述阴极板(1)与阳极板(2)的结合面设有水流道(3)，所述阴极板(1)和阳极板(2)设有与水流道(3)接通的水流进口(4)和水流出口(5)，所述的水流进口(4)、水流道(3)和水流出口(5)形成冷却水通过的水流场，所述水流场的外围设有密封圈(6)，所述密封圈(6)位于阴极板(1)和阳极板(2)之间，其特征在于：所述阴极板(1)和阳极板(2)之一的结合面上设有位于水流场外围的密封凹槽(7)，所述阴极板(1)和阳极板(2)另一的结合面上设有位于水流场外围的密封凸台(8)，所述密封凸台(8)与所述密封凹槽(7)结合，所述密封圈(6)设于所述密封凸台(8)与所述密封凹槽(7)之间；所述密封凹槽(7)为v形槽，所述密封凸台(8)的是横截面为圆弧的凸起部，所述密封凸台(8)的两侧部与所述密封凹槽(7)的两v形面之间均夹压所述密封圈(6)，所述密封凸台(8)沿自身的延伸方向均布有若干限位凸起部(9)，所述密封圈(6)沿自身的延伸方向均布与所述限位凸起部(9)一一对应的限位豁口(6-1)，所述限位凸起部(9)卡入所述限位豁口(6-1)中。

2.根据权利要求1所述的用于甲醇燃料电池的双极板，其特征在于：所述限位豁口(6-1)的长度为l1,所述限位凸起部(9)的长度为l2，2mm<l1-l2<5mm。

3.根据权利要求1所述的用于甲醇燃料电池的双极板，其特征在于：所述密封凸台(8)的顶端与所述密封凹槽(7)的底端之间形成过度缝腔(10)。

4.根据权利要求2所述的用于甲醇燃料电池的双极板，其特征在于：所述限位凸起部(9)是与密封凸台(8)延伸方向相同的、两端面以及侧面为弧形的凸起状。

5.根据权利要求2所述的用于甲醇燃料电池的双极板，其特征在于：所述限位豁口(6-1)的两端为圆弧形状，所述密封圈(6)上位于相邻两限位豁口(6-1)之间的部分为连接部(6-2)，密封圈(6)上位于所述连接部(6-2)两侧的非间断延伸的部分为密封部(6-3)。

6.根据权利要求1所述的用于甲醇燃料电池的双极板，其特征在于：所述密封圈(6)的横断面为弧形。

技术总结
本实用新型公开了一种用于甲醇燃料电池的双极板，包括阴极板和阳极板，阴极板和阳极板之一的结合面上设有位于水流场外围的密封凹槽，阴极板和阳极板另一的结合面上设有位于水流场外围的密封凸台，密封凸台与密封凹槽结合，密封圈设于密封凸台与密封凹槽之间；密封凹槽为V形槽，密封凸台的是横截面为圆弧的凸起部，密封凸台的两侧部与密封凹槽的两V形面之间均夹压密封圈，密封凸台沿自身的延伸方向均布有若干限位凸起部，密封圈沿自身的延伸方向均布与限位凸起部一一对应的限位豁口，限位凸起部卡入限位豁口中。本双极板安装过程中密封圈的安装更佳稳定可靠。密封圈在安装完成后，自身具有吸收应力的功能，不易因形变而造成密封失效。

技术研发人员：张晓飞;刘云鹤
受保护的技术使用者：承德石油高等专科学校
技术研发日：2020.06.17
技术公布日：2020.12.18