[发明专利]燃料电池密封组件及密封方法

说明书

本发明提供一种燃料电池密封组件，包括密封件和支撑结构，用于包含双极板、膜电极的燃料电池单体的密封，双极板设有密封槽，膜电极包含质子交换膜，密封件设置于密封槽内，支撑结构包含上支撑结构和下支撑结构，上支撑结构的一端和下支撑结构的一端分别形成供与质子交换膜上顶面和下底面贴合的贴合区，上支撑结构的另一端与下支撑结构的另一端粘合，形成供与密封件抵靠的密封区，本发明提供的燃料电池密封组件结构简单、生产难度系数低且密封效果好，具有很强的经济性和实用性。本发明还提供一种燃料电池及燃料电池的密封方法。

技术领域

本发明属于氢氧质子交换膜燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池的密封组件及密封方法。

背景技术

燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料电池由多个单电池叠加组成，每个电池单体主要包括双极板和膜电极。为确保进入燃料电池的燃料和氧化剂能够分配到真个膜电极表面而不发生混合，密封技术很关键。

现有密封技术中，主要采用密封圈进行密封。申请号为201480029887.5的发明专利，公开了一种燃料电池的密封构造，在膜电极两侧的双极板密封槽内放置形状不同的弹性密封材料，一侧的主唇和另一侧的副唇相互配合，两侧的密封材料在受力时会因产生形变而与膜电极紧贴，达到密封效果。但本发明涉及的不规则形状的弹性密封材料结构复杂，对加工精度要求高，生产难度大，加工程序复杂，且安装效率低。

因此，亟需提供一种结构简单、实用性强。成本低且密封效果好的燃料电池密封组件。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构简单、生产难度系数低且密封效果好的燃料电池密封组件、燃料电池及燃料电池密封方法。

为实现上述目的，本发明提供一种燃料电池密封组件，用于包含双极板、膜电极的燃料电池单体的密封，所述双极板设有密封槽，所述膜电极包含质子交换膜，包括：密封件，所述密封件设置于所述密封槽内；支撑结构，所述支撑结构包含上支撑结构和下支撑结构，所述上支撑结构的一端和所述下支撑结构的一端分别形成供与所述质子交换膜上顶面和下底面贴合的贴合区，所述上支撑结构的另一端与所述下支撑结构的另一端粘合，形成供与所述密封件抵靠的密封区。

较佳地，所述密封件由点胶机在所述密封槽内点胶形成。用点胶机直接在密封槽内点胶形成密封件。可以保证密封件在点胶完成后，与双极板上的密封槽固定结合，这样避免在密封过程中，密封件产生位移，影响密封效果。

较佳地，所述密封件由弹性材料构成。用弹性材料制成密封件，可赋予密封件很强的形变能力，在密封过程中，密封件可随着压力的变化产生形变，更好的将燃料电极密封。

较佳地，所述支撑结构呈Y型，所述支撑结构的Y型开口端形成供与所述质子交换膜上顶面和下底面贴合的贴合区，所述支撑结构的Y型闭合端形成供与所述密封件抵靠的密封区。

本发明还提供一种燃料电池，包括：燃料电池单体如上述所述的燃料电池密封组件，所述燃料电池单体包含双极板和膜电极，所述双极板设有密封槽，所述膜电极包含质子交换膜。

上支撑结构和下支撑结构的贴合区可分别对质子交换膜的上顶面和下底面进行粘合，且上支撑结构与下支撑结构的另一端粘合形成密封区，上支撑结构和下支撑结构相互配合，将质子交换膜的边缘包裹在支撑结构内，实现对质子交换膜的完全密封。另外，密封过程中，密封区与密封件抵靠，一方面可促使上支撑结构与下支撑结构的密封区粘合更加紧密，增强支撑结构对质子交换膜的密封效果，另一方面，密封件与密封区抵靠，实现双极板密封槽与支撑结构间的密封，阻止质子交换膜两侧气体互串，增强燃料电池的密封强度，提高燃料电池的安全系数。

较佳地，所述膜电极包括质子交换膜、阳极催化剂层、阳极气体扩散层、阴极催化剂层和阴极气体扩散层，所述阳极催化剂层位于所述质子交换膜的上面，所述阳极气体扩散层位于所述阳极催化剂层的上面，所述阴极催化剂层位于所述质子交换膜的下面，所述阴极气体扩散层位于所述阴极催化剂层的下面。