一种单体电池制造方法及燃料电池制造方法与流程

本技术涉及电池制造，尤其涉及一种单体电池制造方法及燃料电池制造方法。

背景技术：

1、目前，燃料电池的电堆通常包括多个单体电池。每一单体电池通常被设置为阴极板、碳纸层、质子交换膜、碳纸层、阳极板的结构。碳纸层为多孔结构层，能够起到帮助空气或氢气均匀扩散到质子交换膜上的效果。

2、在相关技术中，将多个单体电池压堆后会对整个电堆结构进行压缩；因此在单个单体电池的制备过程中，碳纸层的厚度会大于设计尺寸，以提供压缩空间。但是这样会导致单体电池出现中间厚四周薄的形状结构，不但容易使碳纸层与单体电池的其他结构层错位，还会增加电堆压叠的难度。

3、由此，如何解决单体电池厚薄不均一，从而导致电堆不易压叠的问题是目前急需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术旨在提供一种单体电池制造方法及燃料电池制造方法，以解决单体电池厚薄不均一，从而导致电堆不易压叠的问题。

2、而本技术为解决上述技术问题所采用了以下方案。

3、第一方面，本技术提供一种单体电池制造方法，包括：

4、提供一阳极板、第一气体扩散层、第二气体扩散层、一阴极板以及一质子交换膜；

5、将所述阳极板、所述第一气体扩散层、所述质子交换膜、所述第二气体扩散层、阴极板依次堆叠，并在所述第一气体扩散层以及所述第二气体扩散层的两侧设置粘合层，形成预装单体电池；

6、对所述预装单体电池的两侧施加第一预设压力，以压缩所述第一气体扩散层和所述第二气体扩散层，并使所述第一气体扩散层和所述第二气体扩散层上形成凹痕；其中，所述第一预设压力小于设计压力；所述设计压力为使得所述第一气体扩散层以及第二气体扩散层的厚度达到其在电堆中的设计厚度的压力值；

7、固化所述粘合层，以使所述第一气体扩散层以及所述第二气体扩散层维持在压缩状态，并粘合所述阳极板、所述第一气体扩散层、所述质子交换膜、所述第二气体扩散层、所述阴极板，以形成单体电池。

8、在本技术的部分实施例中，所述第一预设压力为所述设计压力的5％-15％。

9、在本技术的部分实施例中，所述第一气体扩散层以及第二气体扩散层为碳纸，所述第一预设压力为所述设计压力的10％。

10、在本技术的部分实施例中，所述阳极板靠近所述第一气体扩散层的一侧设置有多个第一脊部，相邻两个所述第一脊部之间形成气体流道；所述第一脊部被配置为在所述第一预设压力的作用下，所述第一脊部压缩所述第一气体扩散层，以使所述第一气体扩散层上形成第一槽部；

11、和/或，所述阴极板靠近所述第二气体扩散层的一侧设置有多个第二脊部，相邻两个所述第二脊部之间形成气液流道；所述第二脊部被配置为在所述第一预设压力的作用下，所述第二脊部压缩所述第二气体扩散层，以使所述第二气体扩散层上形成第二槽部。

12、第二方面，本技术还提供一种燃料电池制造方法，包括：

13、提供一阳极板、第一气体扩散层、第二气体扩散层、一阴极板以及一质子交换膜；

14、将所述阳极板、所述第一气体扩散层、所述质子交换膜、所述第二气体扩散层、阴极板依次堆叠并组装形成第一单体电池，并在所述第一气体扩散层以及所述第二气体扩散层的两侧设置粘合层，形成第一预装单体电池；

15、对所述第一预装单体电池的两侧施加第一预设压力，以压缩所述第一气体扩散层和所述第二气体扩散层；其中，所述第一预设压力小于设计压力；所述设计压力为使得所述第一气体扩散层以及第二气体扩散层的厚度达到其在电堆中的设计厚度的压力值；

16、固化所述粘合层，以使所述第一气体扩散层以及所述第二气体扩散层维持在压缩状态，并粘合所述阳极板、所述第一气体扩散层、所述质子交换膜、所述第二气体扩散层、所述阴极板，以形成第一单体电池；

17、在所述第一单体电池上堆叠第二单体电池。

18、在本技术的部分实施例中，所述在所述第一单体电池上堆叠第二单体电池的步骤包括：

19、在所述第一单体电池的阴极板上依次堆叠阳极板、第一气体扩散层、质子交换膜、第二气体扩散层以及阴极板，并在所述第一气体扩散层以及所述第二气体扩散层的两侧设置粘合层，形成第二预装单体电池；

20、在所述第二预装单体电池上施加第二预设压力；其中，所述第二预设压力小于所述第一预设压力；

21、固化所述粘合层，以使所述第一气体扩散层以及所述第二气体扩散层维持在压缩状态，并粘合所述阳极板、所述第一气体扩散层、所述质子交换膜、所述第二气体扩散层、所述阴极板，以形成第二单体电池。

22、在本技术的部分实施例中，所述第二预设压力小于或等于所述第一预设压力和所述第二单体电池所受重力之和。

23、在本技术的部分实施例中，所述第一单体电池的阴极板和所述第二单体电池的阳极板为一体式结构；所述在所述第一单体电池上堆叠第二单体电池的步骤包括：

24、在所述第一单体电池的阴极板设置有阳极板的一侧表面上依次堆叠第一气体扩散层、质子交换膜、第二气体扩散层以及阴极板，并在所述第一气体扩散层以及所述第二气体扩散层的两侧设置粘合层，形成第二预装单体电池；

25、在所述第二预装单体电池上施加第二预设压力形成第二单体电池；其中，所述第二预设压力小于所述第一预设压力。

26、在本技术的部分实施例中，所述在所述第一单体电池上堆叠第二单体电池的步骤之前，所述方法还包括：

27、提供一阳极板、第一气体扩散层、第二气体扩散层、一阴极板以及一质子交换膜；

28、将所述阳极板、所述第一气体扩散层、所述质子交换膜、所述第二气体扩散层、阴极板依次堆叠并组装形成第二单体电池，并在所述第一气体扩散层以及所述第二气体扩散层的两侧设置粘合层，形成第二预装单体电池；

29、对所述第二预装单体电池的两侧施加第一预设压力，以压缩所述第一气体扩散层和所述第二气体扩散层；

30、固化所述粘合层，以使所述第一气体扩散层以及所述第二气体扩散层维持在压缩状态，并粘合所述阳极板、所述第一气体扩散层、所述质子交换膜、所述第二气体扩散层、所述阴极板，以形成第二单体电池；

31、将第二单体电池堆叠到第一单体电池上。

32、在本技术的部分实施例中，燃料电池包括电堆，所述电堆由多个单体电池堆叠制成；在所述第一单体电池上堆叠第二单体电池步骤之后，所述燃料制造方法还包括：

33、判断堆叠的单体电池的数量是否达到预设数量，所述预设数量为形成所述电堆所需堆叠的单体电池的数量；

34、若否，则在第二单体电池上继续堆叠单体电池直至单体电池的数量达到所述预设数量；

35、若是，则在所述电堆的两侧施加第三预设压力，所述第三预设压力等于所述设计压力。

36、本技术所提供的一种单体电池制造方法及燃料电池制造方法，该单体电池制造方法中通过在将阳极板、第一气体扩散层、质子交换膜、第二气体扩散层、阴极板依次堆叠并组装形成预装单体电池后，对该预装单体电池的两侧施加第一预设压力，以对第一气体扩散层和第二气体扩散层进行预压缩，能够改善单体电池的平整度，有利于避免单体电池出现中间厚四周薄的情况；并且由于单体电池经过粘合形成，极板能够在气体扩散层上预压缩压出凹痕，在粘合层的粘合作用下气体扩散层可以保持预压缩的压缩量，有利于减少气体扩散层在后续压缩过程中的移位，因此不会出现预压缩和后续压缩形成不同凹痕的问题，有利于减少气体扩散层的压痕面积，提高气体扩散层的透水透气性能；在该燃料电池制造方法中在对第一单体电池压缩后再进行堆叠，平整的第一单体电池有利于降低后续堆叠的难度。