[发明专利]一种燃料电池堆钢带捆绑式锁紧结构

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池堆钢带捆绑式锁紧结构。

背景技术

燃料电池是通过电催化反应将氧化剂和还原剂的化学能直接转换成电能的装置，是一种高效、安全、清洁、灵活的新型发电技术。其中的质子交换膜燃料电池因其具有效率高、能量密度大、反应温度低、无噪音、无污染等显著优点而在地面发电站、电动车和便携式电源等方面具有广泛的应用前景。燃料电池内部主要由质子交换膜、电化学反应催化剂、扩散层和双极板组成。当燃料电池工作时，其内部发生下述反应过程：反应气体在扩散层内扩散，当反应气体到达催化层时，在催化层内被催化剂吸附并发生电催化反应；阳极反应生成的质子通过质子交换膜内传递到阴极侧，电子经外电路到达阴极，同氧分子反应结合成水，同时放出热量。电极反应为：

阳极(负极)：H₂→2H⁺+2e

阴极(正极)：1/2O₂+2H⁺+2e→H₂O

电池反应：H₂+1/2O₂→H₂O

一个典型的质子交换膜燃料电池中，膜电极放在两块导电的导流极板中间，两块导流板分别是阳极燃料的导流板与阴极氧化剂的导流板。这样形成的一个燃料电池称为单电池，为了增大整个质子交换膜燃料电池的总功率，需要将多个单电池通过直叠的方式串联成电池组，又叫燃料电池堆。在燃料电池堆中，一块极板的两面都可以有导流槽，其中一面可以作为一个膜电极的阳极导流面，另一面又可作为另一个相邻膜电极的阴极导流面，这种极板叫做双极板。电堆通过前端板、后端板及螺杆紧固在一起。

传统电堆使用螺杆来紧固电堆，这种方式会造成电堆前后端板有少量弯曲现象，对膜电极和石墨板压力不均匀，拆装电堆繁琐。

有些专利对上述问题做出了改进，将传统的螺杆锁紧改为用钢带来锁紧，

它的不足是电堆前后端板是平的，前后端板受到压力是不均匀的，在端板的直角处是应力集中区，对钢带产生剪切力。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种燃料电池堆钢带捆绑式锁紧结构，通过增设弧形端板使得钢带更均匀地将捆绑力施加到燃料电池堆，起到了缓和的作用，从而提高了燃料电池堆的性能和使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种燃料电池堆钢带捆绑式锁紧结构，其包括燃料电池堆、前端端板和后端端板，所述前端端板和后端端板分别位于燃料电池堆的两侧，所述前端端板的外侧由内向外依次设有前端弧度端板和前端钢带，所述后端端板的外侧由内向外依次设有后端弧度端板和后端钢带，所述前端弧度端板和后端弧度端板的内侧面为平面，外侧面为弧面，所述前端钢带和后端钢带的内侧面分别与前端弧度端板和后端弧度端板的外侧面贴合，所述前端钢带和后端钢带之间固定连接，所述前端钢带依次通过前端弧度端板和前端端板将夹紧力传递给燃料电池堆，所述后端钢带依次通过后端弧度端板和后端端板将夹紧力传递给燃料电池堆。

在本发明一个较佳实施例中，所述前端钢带和后端钢带上均延伸有若干延伸部，所述每个延伸部的端部均设有锁紧接头，所述前端钢带和后端钢带上锁紧接头的位置对应，一螺丝拧入对应的锁紧接头内将前端钢带和后端钢带锁紧。

在本发明一个较佳实施例中，所述延伸部分为两组，两组延伸部均对称的分布于前端钢带和后端钢带的两侧。

在本发明一个较佳实施例中，所述前端钢带和后端钢带的外侧面为弧面。

在本发明一个较佳实施例中，所述燃料电池堆包括后端导电板、石墨板和膜电极组和前端导电板，所述后端导电板和前端导电板位于石墨板和膜电极组的一对侧面上，所述石墨板和膜电极组的另一对侧面上设有绝缘板。

在本发明一个较佳实施例中，所述前端端板、前端弧度端板和前端钢带上共同设有水接头和空气接头组以及氢气接头，所述水接头和空气接头组以及氢气接头延伸至前端钢带外侧。

本发明的有益效果是：本发明燃料电池堆钢带捆绑式锁紧结构通过增设弧形端板使得钢带更均匀地将捆绑力施加到燃料电池堆，起到了缓和的作用，从而提高了燃料电池堆的性能和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：