[实用新型]燃料电池膜电极组件

说明书

本实用新型属于燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池膜电极组件，包括：框体、质子交换层、催化剂层和气体扩散层，框体包括沿纵向插接的上框体和下框体，上框体和下框体的背离端分别设有凸出部，上框体和下框体之间形成第一容纳区间，上框体和下框体分别在远离第一容纳区间的一侧形成第二容纳区间；质子交换层填充在第一容纳区间中；每个第二容纳区间沿纵向填充催化剂层和气体扩散层，催化剂层设置在质子交换层和气体扩散层之间。上框体和下框体能够通过凸出部连接双极板从而组成一个单电池单元；上框体和下框体能够沿纵向卡接，提高了密封效果和电池组装效率；且催化剂层小于质子交换层的长度，因此降低了催化剂用量。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池膜电极组件。

背景技术

氢燃料燃料电池因其无污染、无噪声、转化效率高等特点，在世界范围内得到了越来越广泛的关注。但制约其发展的重要因素之一是制造成本。燃料电池系统由电堆、BOP附件等组成，电堆成本占到整个系统的50％以上。电堆又由集流器、双极板、密封组件以及膜电极等组成，膜电极的性能及成本又是整个电堆的关键。

膜电极通常由质子交换膜、催化剂以及气体扩散层组成。通常将催化剂通过喷涂等方式涂覆在质子交换膜或气体扩散层上，组装成膜电极后，置于两片双极板之间，形成单电池，通过在双极板上点胶或者使用密封垫圈的方式，实现对双极板与膜电极的密封，进而完成对燃料和空气的密封。多个如此重复的单电池单元按照设计方案重复排列，组成燃料电池电堆。燃料电池电堆可以通过螺栓紧固以及绷带的形式实现压紧。

现有的燃料电池电堆组装工艺，生产效率低，密封胶的固化需要额外的时间和设备投入，且当燃料电池堆采用较多单电池单元时，单体之间无法完全对正，累计偏差较大，导致燃料电池电堆密封性存在问题，进而影响燃料电池堆的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池膜电极组件，以解决组装效率低、密封性不好的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种燃料电池膜电极组件，包括：

框体，所述框体包括能够沿纵向相互插接的上框体和下框体，所述上框体和所述下框体的背离端分别设有凸出部，所述上框体和所述下框体之间形成第一容纳区间，所述上框体和所述下框体分别在远离所述第一容纳区间的一侧形成一个比所述第一容纳区间窄的第二容纳区间；

质子交换层，所述质子交换层填充在所述第一容纳区间中；

催化剂层和气体扩散层，每个所述第二容纳区间沿纵向填充所述催化剂层和所述气体扩散层，所述催化剂层设置在所述质子交换层和所述气体扩散层之间。

上框体和下框体能够通过凸出部连接双极板从而组成一个单电池单元；上框体和下框体能够沿纵向卡接，提高了密封效果和电池组装效率；质子交换层位于框体的中心区域，且催化剂层小于质子交换层的长度，因此在保证稳定连接的同时降低了价格高昂的催化剂用量。

作为优选，所述上框体和所述下框体的对置面设有相互配合的插接部。

作为优选，所述上框体相对所述下框体的端面设有第一凸起和第一凹槽，所述下框体相对所述上框体的端面设有与所述第一凸起配合的第二凹槽以及与所述第一凹槽配合的第二凸起。

作为优选，所述上框体相对所述下框体的端面形成上台阶面，所述下框体相对所述上框体的端面形成下台阶面，所述第一容纳区间沿横向的两侧均通过所述上台阶面和所述下台阶面限位。

作为优选，所述气体扩散层沿纵向凸出于所述框体。

作为优选，所述质子交换层的沿横向的两端分别凸出于所述催化剂层3mm至5mm。

作为优选，所述凸出部为圆柱体。