[发明专利]用于制造燃料电池堆的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造包括多个层元件(24)的燃料电池堆(22)的方法，其中，层元件(24)彼此上下叠置地布置，每个层元件(24)具有能弹性变形的燃料电池层(26)，该燃料电池层被密封条(28)围边，每个层元件(24)的燃料电池层(26)由于重力作用相对于密封条(28)弯曲，其中，最底层的层元件(24)布置在能弯曲的基板(30)上，该基板逆着重力弯曲，由此燃料电池堆(22)的最顶层的层元件(24)的燃料电池层(26)基于由基板(30)产生的力而逆着重力弯曲以及基本上被展平。

技术领域

本发明涉及一种用于制造燃料电池堆的方法和一种用于制造燃料电池堆的系统。

背景技术

当堆叠燃料电池堆或燃料电池组时，多达数百个燃料电池层彼此依次堆叠。这些燃料电池层可以由柔软可弯的材料组成。通常，燃料电池层彼此松散地放置。一旦将预设数量的燃料电池层上下叠置地堆叠在了一起，这些燃料电池层就会被压紧在一起。在每两个燃料电池层之间存在间隙，该间隙在燃料电池堆运行时被介质流过，因此每个燃料电池层在其边缘处被密封。为了密封，使用可变形的材料，该材料由于力的作用在两个燃料电池层之间产生封闭的接触面。此外，每个燃料电池层与围边的材料形成层元件。

从中得出，为密封使用的材料在无外部压力的情况下具有比被该材料围边的相应的燃料电池层更大的高度。由于为密封而提供的材料，在层元件的由密封材料形成的边缘区域中产生比由一个燃料电池层构成的中间区域大的层高度。由于燃料电池层是柔软可弯的，因此该燃料电池层会向其中心弯曲，从而在堆叠过程中尤其改变了最顶层的燃料电池层的几何形状。

为了能够满足上下叠置地堆放的燃料电池层的精度要求，例如可以使用可动态变形并因此可以调整燃料电池层的弯曲的夹持器结构。由此，然而增加了用于堆叠层元件的成本，并且降低了将层元件上下叠置地堆叠的速度。

从文献DE 10 2010 052 843 A1中已知一种用于制造电化学能量存储电池的方法。

在文献DE 10 2006 059 640 A1中描述了一种用于燃料电池的膜电极组件的制造方法。

发明内容

在这个背景下，本发明的目的是确保燃料电池堆不变形。

该目的通过具有以下特征的方法和系统来实现。

根据本发明的方法设置用于制造包括多个层元件的燃料电池堆，其中，层元件在堆叠过程期间一个又一个地上下叠置地堆叠并进而布置。每个层元件都具有柔软可弯的、可弹性变形的燃料电池层，该燃料电池层被密封条/密封凸缘围边。在此，每个层元件的燃料电池层由于重力作用相对于密封条在重力方向上例如凹下地弯曲。为了实施该方法，将最底层/最下面的层元件或者说第一层元件布置在可弯曲的、可弹性变形的基板/底板上，该基板克服重力而向上弯曲，从而由于该基板所产生的力使最顶层/最上面的层元件或者说已经堆叠的最后一个层元件的燃料电池层克服重力向上弯曲和/或抬起，并在很大程度上被展平或变平。

在实施方式中，已经布置在基板上方的所有层元件的燃料电池层由于由基板产生的力也克服重力向上弯曲，其中，基板的力通过位于基板与最顶层的或已经堆叠的最后一个层元件之间的所有层元件的燃料电池层传递到最顶层的或已经堆叠的最后一个层元件的燃料电池层上。

该方法可以在层元件的堆叠过程开始时就已经执行，其中提出，在堆叠过程开始时，布置在基板上的最底层层元件首先是唯一的层元件，并因此也是最后一个或最顶层的层元件。在此可以使该唯一的层元件的燃料电池层随着基板一起克服重力而向上弯曲，进而被展平。如果燃料电池堆已经具有多个彼此上下叠置地层叠或堆叠的层元件，则不管燃料电池堆在其制造过程期间当前所具有的已经堆叠的层元件的当前数量如何，基板的力以及因此基板的作用都间接传递到当前最顶层的层元件上。