[发明专利]一种空冷燃料电池单电池及其制备方法

权利要求书

1.一种空冷燃料电池单电池，包括下端板(1)，其特征在于：所述下端板(1)的上表面前后对称设有紧固杆(2)的一端，所述紧固杆(2)的数量为6，所述紧固杆(2)的另一端设有上端板(3)，所述下端板(1)和上端板(3)均通过紧固螺栓与紧固杆(2)固定，前后所述紧固杆(2)之间设有单电池(4)，所述单电池(4)的上下两侧均设有集电板(5),所述集电板(5)远离单电池(4)的一面设有隔绝板(6)，上侧所述隔绝板(6)的另一面与上端板(3)相贴合，下侧所述隔绝板(6)的另一面与下端板(1)相贴合，所述单电池(4)包括膜电极(7)、阳极板(8)和阴极板(9)，所述膜电极(7)、阳极板(8)和阴极板(9)之间通过双面胶粘贴成型为一体结构，所述阳极板(8)的上表面上均匀设有流道凸部(10)，所述流道凸部(10)横向设置，相邻所述流道凸部(10)之间设有燃料气体流道(11)，所述流道凸部(10)和燃料气体流道(11)构成阳极板(8)的反应区，所述阳极板(8)的上表面与阳极双面胶(12)的一面相贴合，所述阳极双面胶(12)的中部预留有阳极双面胶反应区过孔(13)，所述阳极双面胶(12)的另一面贴合有膜电极组件(14)，所述膜电极组件(14)的上表面与阴极双面胶(15)的一面相贴合，所述阴极双面胶(15)的中部预留有阴极双面胶反应区过孔(22)，所述阴极双面胶(15)的另一面与阴极板(9)相贴合，所述阴极板(9)上预留有氧化剂气体流道(16)和冷媒气体流道(17)，所述氧化剂气体流道(16)和冷媒气体流道(17)交替设置。

2.根据权利要求1所述的一种空冷燃料电池单电池，其特征在于：所述单电池(4)包括燃料气体密封垫(18)，所述燃料气体密封垫(18)上设有燃料气体过孔(19)，所述燃料气体密封垫(18)的数量为2，两个所述燃料气体密封垫(18)通过阴极双面胶(15)分别固定在阴极板(9)的两侧，且所述燃料气体密封垫(18)在宽度方向与膜电极(7)边缘对齐。

3.根据权利要求2所述的一种空冷燃料电池单电池，其特征在于：所述燃料气体密封垫(18)为硅橡胶、聚烯烃类弹性体、聚丙烯酸酯类弹性体、丁腈橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶和工程塑料等材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种空冷燃料电池单电池，其特征在于：所述阳极板(8)、阳极双面胶(12)、膜电极组件(14)和阴极双面胶(15)的上表面一侧贯穿设有燃料气体供给孔(20)，所述阳极板(8)、阳极双面胶(12)、膜电极组件(14)和阴极双面胶(15)的上表面另一侧贯穿设有燃料气体排出孔(21)。

5.一种空冷燃料电池单电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)阳极双面胶(12)首先与阳极板(8)的反应区侧沿X方向与沿Y方向外缘对齐粘接，阳极双面胶反应区过孔(13)沿X方向与沿Y方向外缘尺寸均大于阳极板(8)的反应区外缘1.0mm；

(2)将膜电极组件(14)的阳极气体扩散层朝向阳极板(8)的反应区，沿X方向与沿Y方向外缘与阳极双面胶(12)外缘对齐与阳极板(8)粘接；

(3)将阴极双面胶(15)与膜电极组件(14)沿X方向与沿Y方向外缘对齐粘接，阴极双面胶反应区过孔(22)沿X方向与沿Y方向外缘尺寸均大于膜电极组件(14)的阴极气体扩散层外缘1.0mm；

(4)将阴极板(9)与阴极双面胶(15)沿Y方向外缘对齐，将阴极板(9)沿X方向位于阴极双面胶(15)中间的位置粘接，且是氧化剂气体流道(16)朝向膜电极组件(14)的阴极气体扩散层方向粘接，阴极板(9)沿X方向外缘尺寸小于阴极双面胶(15)沿X方向外缘尺寸；

(5)将两个燃料气体密封垫(18)与阴极双面胶(15)沿Y方向外缘对齐，分别放置于阴极双面胶(15)沿X方向上的两端并粘接得到单电池(4)；

(6)将多片单电池(4)沿着Z方向堆叠，并利用上端板(3)和下端板(1)夹持得到堆叠构造，在下端板(1)与单电池(4)之间隔着集电板(5)和隔绝板(6)，在上端板(3)与单电池(4)之间隔着集电板(5)和隔绝板(6)，上端板(3)与下端板(1)之间通过紧固杆(2)连接，并由紧固螺栓完成固定。