[发明专利]燃料电池组件和相应的组装方法

说明书

背景技术

本公开涉及燃料电池板组件和组装燃料电池板组件的方法的领域，并且具体而言，尽管不排他地，涉及可装配在一起以形成燃料电池堆叠的燃料电池板组件和组装燃料电池堆叠的方法。

常规的电化学燃料电池将通常均以气态流的形式的燃料和氧化剂转化成电能和反应产物。用于使氢和氧反应的常见类型的电化学燃料电池包括聚合物离子(质子)转移膜，其中燃料和空气通过膜的各个侧。质子(即氢离子)被引导通过膜、由电子平衡，所述电子被引导通过连接燃料电池的阳极和阴极的电路。为了提高可用电压，可形成包括许多这种膜的堆叠，所述膜被设置为具有分开的阳极流体流动路径和阴极流体流动路径。这种堆叠通常以块的形式，所述块包括许多单个燃料电池板，所述单个燃料电池板通过堆叠的任一端处的端板保持在一起。

因为燃料与氧化剂的反应产生热量以及电功率，所以一旦达到操作温度，燃料电池堆叠需要冷却。冷却可经由强迫空气通过阴极流体流动路径来实现。在开放阴极堆叠中，氧化剂流动路径和冷却剂路径是相同的，即迫使空气通过堆叠将氧化剂供应至阴极并且冷却堆叠。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供组装燃料电池板组件的方法，所述方法包括：

将双极板安置于建造点平台上；

任选地降低建造点平台；

将预制的第一流体扩散层安置在所述双极板上并且与其对齐；

任选地降低建造点平台；

将第一道粘着剂相邻于双极板和第一流体扩散层的外围边缘来分配；

将预制的MEA和第二流体扩散层安置成与第一道粘着剂密封接合，从而在双极板、第一流体扩散层的外围边缘与MEA和第二流体扩散层之间形成密封；并且

任选地降低建造点平台；

其中所述方法包括在任何或所有安置或分配步骤之前和/或之后降低建造点平台。

此方法允许方便并有效地在单一建造点处组装，并且不需要大量人为干预。另外，通过在部件安置操作之间降低建造点平台可有利地提供一致组装平台。

所述方法可为自动的。

所述方法可进一步包括将预制的MEA和第二流体扩散层安置在第一道粘着剂上并且与其密封接合，以使得预制的MEA和第二流体扩散层的端面与第一道粘着剂密封接合。

分配粘着剂可包括丝网印刷粘着剂且/或使用转移胶带将半流体粘着剂安置在所需位置中。

可提供组装燃料电池堆叠的方法，所述方法包括：

将第一端板安置于建造点平台上；

降低所述建造点平台；

重复地执行组装燃料电池板组件，并且降低建造点平台以便在第一端板上组装多个燃料电池板组件的任何方法；

将第二端板安置于多个燃料电池板组件上。

所述方法可进一步包括压缩第一端板、多个燃料电池板组件和第二端板。有利地，此压缩可在建造点平台上的建造点处执行。

所述方法可进一步包括将第一端板、多个燃料电池板组件和第二端板固定于压缩状态下。有利地，此固定可在建造点平台上的建造点处执行。

双极板可具有第一和/或第二端口。组装燃料电池板组件的方法可进一步包括：

将第二道粘着剂以围绕双极板的第一端口的环形式来分配；且/或

将第三道粘着剂以围绕双极板的第二端口的环形式来分配。

第二和第三道粘着剂可提供燃料电池堆叠中的相邻双极板的相应端口之间的密封。以此方式，可贯穿燃料电池堆叠的厚度来提供流体连通通道以便为每个燃料电池板组件提供流体。

所述方法可进一步包括将一或多道粘着剂暴露于紫外线以使粘着剂固化。在已经组装燃料电池堆叠之后使粘着剂固化可为有利的，以便在建造点处不占用宝贵的时间。这可改进每个燃料电池堆叠的制造时间并且提供组装方法的处理量增加。

根据本发明的另一个方面，提供燃料电池板组件，其包括：

双极板；

定位在所述双极板上并且与其对齐的预制的第一流体扩散层；

与所述双极板和所述第一流体扩散层的外围边缘相邻定位的第一道粘着剂；以及

预制的MEA和第二流体扩散层，其与所述第一道粘着剂密封接合，从而在所述双极板、所述第一流体扩散层的外围边缘与所述MEA之间形成密封。

可提供燃料电池堆叠，其包括：

第一端板；

如本文公开位于第一端板上的多个燃料电池板组件；和

位于所述多个燃料电池板组件上的第二端板。

双极板可具有第一和/或第二端口。燃料电池板组件可进一步包括：