[发明专利]包括粘接到膜电极组件和流场板的框架薄片的燃料电池组件

权利要求书

1.一种用于固态聚合物电解质燃料电池堆的燃料电池组件，其包括：

催化剂涂层膜，其具有第一表面和第二表面，并且包括在阴极侧涂有阴极催化剂并且在阳极侧涂有阳极催化剂的固态聚合物电解质膜电解质；

邻近所述阴极催化剂的阴极气体扩散层；

邻近所述阳极催化剂的阳极气体扩散层；

邻近所述阴极气体扩散层的氧化剂流场板，所述氧化剂流场板包括在邻近所述阴极气体扩散层的一侧上的氧化剂流场；

邻近所述阳极气体扩散层的燃料流场板，所述燃料流场板包括在邻近所述阳极气体扩散层的一侧上的燃料流场；

用于在边缘密封位置将氧化剂流场板密封到燃料流场板的密封件；和

塑料薄膜框架，其具有内缘和外缘并至少一侧涂有胶粘剂并且框住所述催化剂涂层膜，其中所述塑料薄膜框架内缘的所述胶粘剂侧层压到所述催化剂涂层膜的所述第一表面，并且其中所述塑料薄膜框架外缘的所述胶粘剂侧层压到所述氧化剂流场板和燃料流场板中的在所述边缘密封位置面向所述催化剂涂层膜的第二表面的一个上。

2.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其另外包括涂在所述催化剂涂层膜的所述第二表面和在所述塑料薄膜框架的内缘附近的所述塑料薄膜的所述胶粘剂侧的一层胶粘剂。

3.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中所述固态聚合物膜电解质在所述塑料薄膜框架的内缘附近的所述第一表面上不含催化剂涂层，并且所述塑料薄膜框架的内缘直接层压到所述固态聚合物膜电解质上。

4.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中所述催化剂涂层膜的所述第一表面为所述阴极侧，所述第二表面为所述阳极侧，并且所述燃料流场板面向所述第二表面。

5.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中用于在边缘密封位置将氧化剂流场板密封到燃料流场板的所述密封件为弹性密封件。

6.根据权利要求5所述的燃料电池组件，其中所述弹性体为聚硅氧烷。

7.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中所述塑料薄膜框架两侧均涂有胶粘剂并且在所述边缘密封位置的所述密封件为层压的、非弹性密封件。

8.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中所述塑料薄膜框架包含聚萘二甲酸乙二酯。

9.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中所述胶粘剂为热活化型胶粘剂。

10.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中面向所述催化剂涂层膜的第二表面的所述气体扩散层延伸到所述催化剂涂层膜的边缘之外，并且也层压到所述塑料薄膜框架介于所述内缘和外缘之间的所述胶粘剂侧上。

11.根据权利要求10所述的燃料电池组件，其中面向所述催化剂涂层膜的第一表面的所述气体扩散层延伸到所述催化剂涂层膜的边缘处，并且所述塑料薄膜框架的内缘位于所述催化剂涂层膜和面向所述第一表面的所述气体扩散层之间。

12.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中所述流场板面向所述催化剂涂层膜的第二表面的一侧包括邻近所述流场的过渡区，并且所述过渡区包括密封部件。

13.根据权利要求12所述的燃料电池组件，其中所述阴极和阳极气体扩散层延伸到所述催化剂涂层膜的边缘处并且介于所述内缘和外缘之间的所述塑料薄膜框架层压到所述过渡区的所述密封部件上。

14.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中所述氧化剂和燃料流场板粘合在一起成单一双极流场板。

15.一种固态聚合物电解质燃料电池堆，其包括多个根据权利要求1所述的燃料电池组件的串联堆。

16.一种制造根据权利要求1所述的燃料电池组件的方法，包括：

提供所述催化剂涂层膜、所述阴极气体扩散层、所述阳极气体扩散层、所述氧化剂流场板、所述燃料流场板和在所述双极流场板边缘处的所述密封件；

提供至少一侧涂有胶粘剂的所述塑料薄膜框架；

将所述塑料薄膜框架内缘的所述胶粘剂侧层压到所述催化剂涂层膜的所述第一表面，从而框住所述催化剂涂层膜；

将所述塑料薄膜框架外缘的所述胶粘剂侧层压到所述氧化剂和燃料流场板中的在所述边缘密封位置面向所述催化剂涂层膜的第二表面的一个上。