绝缘密封结构及对燃料电池进行绝缘和密封的方法与流程

本发明涉及燃料电池的绝缘和密封技术，特别涉及一种对燃料电池进行绝缘和密封的方法以及一种燃料电池的绝缘密封结构。

背景技术：

1、燃料电池，特别是固体氧化物燃料电池(sofc)，直接将燃料气体和氧化气体中的化学能转化成电能，具有发电效率高、燃料适应性广、对环境污染小等优点，因而日益受到关注。固体氧化物燃料电池在组装集成过程中会涉及到电堆的绝缘及密封的问题，即电堆与布气板在接触时，为避免短路问题，会在二者之间做绝缘处理，放置高温绝缘材料，而放置的绝缘材料与电堆之间存在差异，由此会带来密封问题；而且由于电堆工作温度在750℃左右的高温状态，系统密封性直接影响到电堆输出性能，因此对系统的密封性有极高要求。然而，目前的燃料电池的绝缘密封技术还存在诸多技术难点需要本领域技术人员进一步攻克。

2、专利文献cn100468831c涉及一种燃料电池密封结构，其包括：第一导流板及第二导流板；一膜电极组，设置于该第一及第二导流板之间；其中，至少一导流板表面形成有凹槽并配以一密封垫圈；而另一导流板亦可形成相应凸起或另一凹槽并配以相应的另一垫圈。当第一导流板及第二导流板压紧夹持该膜电极组时，利用垫圈及凹槽相互作用形成密封。

3、专利文献cn112467167a公开了一种燃料电池用密封结构及其工艺制备方法，密封结构包括膜电极和密封胶，密封胶通过密封材料喷涂或注塑或贴敷在阳极板的边缘区、阴极板的边缘区或膜电极的边缘区而形成，喷涂或注塑或贴敷完密封材料后将膜电极置于阳极板与阴极板两者之间并通过粘接压缩密封形成密封结构。

技术实现思路

1、本发明提供一种对燃料电池进行绝缘和密封的方法及提供一种燃料电池的绝缘密封结构，基于该方法对燃料电池进行绝缘和密封，可以确保操作过程的均一性，从而使得绝缘和密封层之间具有更好的一致性，施工方便流畅，利于提高施工效率和确保密封绝缘效果。

2、本发明为达到其目的，提供过如下技术方案：

3、本发明提供一种对燃料电池进行绝缘和密封的方法，所述燃料电池包括相对设置的布气板和电堆，所述布气板和所述电堆之间叠放有绝缘层，所述布气板、所述电堆和所述绝缘层上相对应的开设有阳极气口，所述方法包括如下步骤：

4、在所述布气板上用施胶模具施加密封胶，移除所述施胶模具后再叠放所述绝缘层；

5、然后在已经叠放的绝缘层上用所述施胶模具施加密封胶，移除所述施胶模具后再叠放所述电堆；

6、已施加的密封胶被挤压后形成密封结构，且所述密封结构至少包括环绕于相应位置的所述阳极气口的第一密封部。

7、一些实施方式中，所述阳极气口设有多个，所述密封结构包括分别对应于各个所述阳极气口的所述第一密封部。

8、一些实施方式中，所述布气板和所述电堆之间叠放有多层所述绝缘层，叠放各层绝缘层时，在已经叠放的绝缘层上用所述施胶模具施加密封胶，移除所述施胶模具后再叠放另一层绝缘层；

9、已施加在相邻绝缘层之间的密封胶被挤压后形成所述密封结构。

10、一些实施方式中，所述密封结构还包括能够使叠放的所述布气板、所述绝缘层和所述电堆之间保持平行布置的第二密封部。

11、一些实施方式中，所述燃料电池为阴极开放式燃料电池，设有所述阳极气口的电堆的表面还形成有用于通入阴极反应气体的阴极进气口和供阴极排气的阴极出气口，所述绝缘层上设有与所述电堆的阴极进气口相对应的阴极进气通孔，所述绝缘层上还设有与所述电堆的阴极出气口相对应的阴极出气通孔；

12、所述密封结构还包括第三密封部，所述第三密封部能够防止阴极反应气体在所述布气板、所述绝缘层和所述电堆三者的层间流动过程中沿着层间的空隙进入所述阴极出气口和/或所述阴极出气通孔。

13、一些实施方式中，所述密封结构还包括能够使叠放的所述布气板、所述绝缘层和所述电堆之间保持平行布置的第二密封部。

14、一些实施方式中，所述第二密封部和所述第三密封部为不同或相同的密封部，优选为相同的密封部。

15、一些实施方式中，所述第三密封部为能够隔离所述阴极进气口和所述阴极出气口，和/或能够隔离所述阴极进气通孔和所述阴极出气通孔的一个或多个密封胶隔离带；优选的，所述密封胶隔离带包括整体轮廓呈v形或大致呈v形的部分。

16、一些实施方式中，所述第二密封部、第三密封部和所述第一密封部互相之间相连或不相连；

17、优选的，所述第一密封部呈圆环形或大致呈圆环形。

18、一些实施方式中，所述施胶模具上开设有与所述密封结构相适配的开槽。

19、本发明还提供一种燃料电池的绝缘密封结构，所述燃料电池包括相对设置的布气板和电堆，所述布气板和所述电堆之间叠放有一层或多层绝缘层，所述布气板、所述电堆和所述绝缘层上相对应的开设有阳极气口，所述布气板与所述绝缘层之间以及所述绝缘层与所述电堆之间形成有密封结构，当设有多层所述绝缘层时，相邻绝缘层之间形成有所述密封结构；所述密封结构至少包括环绕于相应位置的所述阳极气口的第一密封部。

20、一些实施方式中，所述阳极气口设有多个，所述密封结构包括分别对应于各个所述阳极气口的所述第一密封部。

21、一些实施方式中，所述密封结构还包括能够使所述布气板，一层或多层所述绝缘层，和所述电堆之间保持平行布置的第二密封部；

22、和/或，所述燃料电池为阴极开放式燃料电池，设有所述阳极气口的电堆的表面还形成有用于通入阴极反应气体的阴极进气口和供阴极排气的阴极出气口，所述绝缘层上设有与所述电堆的阴极进气口相对应的阴极进气通孔，所述绝缘层上还设有与所述电堆的阴极出气口相对应的阴极出气通孔；所述密封结构还包括第三密封部，所述第三密封部配置为能够防止阴极反应气体在所述布气板、所述绝缘层和所述电堆三者的层间流动过程中沿着层间的空隙进入所述阴极出气口和/或所述阴极出气通孔。

23、一些实施方式中，所述第二密封部、第三密封部和所述第一密封部互相之间相连或不相连

24、和/或，所述第二密封部和所述第三密封部为相同或不同的密封部；

25、和/或，所述第三密封部为能够隔离所述阴极进气口和所述阴极出气口，和/或能够隔离所述阴极进气通孔和所述阴极出气通孔的一个或多个密封胶隔离带；优选的，所述密封胶隔离带包括整体轮廓呈v形或大致呈v形的部分。

26、一些实施方式中，所述绝缘密封结构通过权利要求1-10任一项所述的方法形成。

27、本发明还提供一种燃料电池，所述燃料电池包括上文所述方法形成的绝缘密封结构或包括上文所述的绝缘密封结构。

28、本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

29、本发明提供的方法，通过采用施胶模具进行密封胶的施加以形成所需的密封结构，可以统一施胶，确保操作过程的均一性和各层将密封绝缘结构的一致性，利于高效率的进行绝缘密封操作并确保密封绝缘效果，基于该方法对燃料电池进行密封和绝缘，密封、绝缘效果好，利于确保系统安全、稳定的运行。