一种单电池进气口密封结构及应用其的燃料电池电堆的制作方法

本发明属于燃料电池，具体涉及一种单电池进气口密封结构及应用其的燃料电池电堆。

背景技术：

1、燃料电池是一种将燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，具有能量转化率高、无污染、噪音低的优点。燃料电池电堆由多个单电池堆叠而成，在燃料电池的。燃料电池单电池由极板和膜电极组成，多个单电池堆叠成燃料电池电堆。传统的燃料电池单电池的阴极板和阳极板通过焊接(对于金属极板)或粘接(对于石墨极板)形成双极板，而后与膜电极进行堆叠压装形成电堆。对于传统的燃料电池的单电池装堆过程中对其定位要求较高，装堆过程会造成电堆性能的性能不一致，且电堆维修时难度大，尤其是复装过程中极板和膜电极的相对位置偏差对维修后的电堆性能影响很大。

技术实现思路

1、本发明提出如下技术方案：

2、一种单电池进气口密封结构，包括膜电极、进气部、阻气部，所述膜电极设置于进气部、阻气部之间，进气部远离膜电极的一侧表面设有密封槽，所述进气部上的密封槽在进气部靠近膜电极的一侧表面形成进气部凸脊，所述进气部凸脊与膜电极的上表面密封连接，所述进气部凸脊上设有垂直于进气部凸脊长度方向的凹槽流道；

3、所述阻气部远离膜电极的一侧表面设有密封槽，所述阻气部上的密封槽在阻气部靠近膜电极的一侧形成阻气部凸脊，所述阻气部凸脊与膜电极密封连接。

4、作为技术方案的补充，还包括第一极板、第二极板，所述第一极板上设有第一气口，第二极板上设有第二气口，第一气口位于第二气口的上方，所述进气部设置于第一极板上第一气口的外周，所述阻气部设置于第二极板上第二气口的外周。

5、作为技术方案的补充，所述第一极板上还设有第三气口，第二极板上还设有第四气口，第三气口设置于第四气口上方，

6、第一极板、第二极板上的进气部共设有两组，第一进气部设置于第一极板上的第一气口的外周，第二进气部设置于第二极板的第四气口的外周；

7、第一极板、第二极板上的阻气部共设有两组，第一阻气部设置于第二极板的第二气口的外周，第二阻气部设置于第一极板的第三气口的外周。

8、作为技术方案的补充，还包括水侧密封线，进气部凸脊上沿其长度方向上设有密封凹槽，所述进气部凸脊上的密封凹槽在进气部远离膜电极的一侧表面形成凸脊，所述水侧密封线设置于进气部的凹陷槽内

9、作为技术方案的补充，所述进气部的进气部凸脊与膜电极的连接方式为热塑粘接，阻气部的阻气部凸脊与膜电极的连接方式为热塑粘接。

10、作为技术方案的补充，所述进气部凸脊与阻气部凸脊宽度相同，且上下对齐设置。

11、作为技术方案的补充，所述密封凹槽的深度与进气部的凹陷槽的深度相同。

12、本发明还公开一种燃料电池电堆，包括上述单电池进气口密封结构。

13、有益效果：本发明在一个方面中，省去传统极板三腔密封的过桥结构，能够增大极板的面积利用率，其结构简易能够保证极板在装堆过程中的定位精度，降低电堆维修难度。在本发明的另一个方面中，密封结构省去传统极板三腔密封的过桥结构模式，仅采用一条水侧密封线即可完成单电池的密封设计。

技术特征：

1.一种单电池进气口密封结构，其特征在于，包括膜电极(3)、进气部(1)、阻气部(2)，所述膜电极(3)设置于进气部(1)、阻气部(2)之间，进气部(1)远离膜电极(3)的一侧表面设有密封槽，所述进气部(1)上的密封槽在进气部(1)靠近膜电极(3)的一侧表面形成进气部凸脊(4)，所述进气部凸脊(4)与膜电极(3)的上表面密封连接，所述进气部凸脊(4)上设有垂直于进气部凸脊(4)长度方向的凹槽流道(6)；

2.根据权利要求1所述的一种单电池进气口密封结构，其特征在于，还包括第一极板(7)、第二极板(8)，所述第一极板(7)上设有第一气口(9)，第二极板(8)上设有第二气口(10)，第一气口(9)位于第二气口(10)的上方，所述进气部(1)设置于第一极板(7)上第一气口(9)的外周，所述阻气部(2)设置于第二极板(8)上第二气口(10)的外周。

3.根据权利要求2述的一种单电池进气口密封结构，其特征在于，所述第一极板(7)上还设有第三气口(11)，第二极板(8)上还设有第四气口(12)，第三气口(11)设置于第四气口(12)上方，

4.根据权利要求1所述的一种单电池进气口密封结构，其特征在于，还包括水侧密封线，进气部凸脊(4)上沿其长度方向上设有密封凹槽(17)，所述进气部凸脊(4)上的密封凹槽(17)在进气部(1)远离膜电极(3)的一侧表面形成凸脊，所述水侧密封线设置于进气部(1)的凹陷槽内。

5.根据权利要求1所述的一种单电池进气口密封结构，其特征在于，所述进气部(1)的进气部凸脊(4)与膜电极(3)的连接方式为热塑粘接，阻气部(2)的阻气部凸脊(5)与膜电极(3)的连接方式为热塑粘接。

6.根据权利要求1所述的一种单电池进气口密封结构，其特征在于，所述进气部凸脊(4)与阻气部凸脊(5)宽度相同，且上下对其设置。

7.根据权利要求4所述的一种单电池进气口密封结构，其特征在于，所述密封凹槽(17)的深度与进气部(1)的凹陷槽的深度相同。

8.一种燃料电池电堆，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的单电池进气口密封结构。

技术总结
本发明公开了一种单电池气口密封结构及应用其的燃料电池电堆，所述密封结构包括膜电极、进气部、阻气部，膜电极设置于进气部、阻气部之间，进气部远离膜电极的一侧表面设有密封槽，密封槽在进气部靠近膜电极的一侧表面形成进气部凸脊，进气部凸脊上设有垂直于进气部凸脊长度方向的凹槽流道，进气部凸脊与膜电极的上表面密封连接；阻气部远离膜电极的一侧表面设有密封槽，密封槽在阻气部靠近膜电极的一侧形成阻气部凸脊，阻气部凸脊与膜电极密封连接。通过上述设计能够增大极板的面积利用率，其结构简易能够保证极板在装堆过程中的定位精度，降低电堆维修难度。

技术研发人员：姚荣华,张浩,潘旭,韩福江,侯明
受保护的技术使用者：国创氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15