[发明专利]燃料电池组件及其装配方法

说明书

本申请提供一种燃料电池组件及其装配方法。该燃料电池组件包括多个叠置的燃料电池单体(1)，燃料电池单体(1)包括第一双极板(2)、第二双极板(3)和膜电极(4)，膜电极(4)设置在第一双极板(2)和第二双极板(3)之间，燃料电池单体(1)之间和/或同一燃料电池单体(1)的膜电极(4)周侧的第一双极板(2)和第二双极板(3)之间通过密封垫热压密封粘接。根据本申请的燃料电池组件，能够降低电堆组装难度，提高电堆组装效率，提高密封效果。

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池组件及其装配方法。

背景技术

燃料电池电堆是将燃料通过电化学反应直接生成电能的装置，是由一片一片燃料电池单电池堆叠而成。燃料电池的单电池主要包括阳极双极板、阴极双极板、膜电极以及密封件组成。由于燃料电池对于密封性有比较高的需求，在实际组装过程中，成品率比较低，一般的产品寿命较短，耐温性、抗震性比较差等缺点。其关键性的影响因素是组成的零部件过多，相互之间的错位、形变都会导致结构损坏或者气体液体泄露。

技术在不断发展成熟，产品向更加集成化方向发展。目前已经有一些燃料电池产品开始使用单元的集成化技术，将阳极双极板、阴极双极板、膜电极、密封垫集成到一起，做成一个牢固的整体。根据各自的产品技术方向以及设计不同，集成的形式也不一样。目前大多数产品是将阳极双极板和阴极双极板粘接或者焊接在一起，或者将密封垫与双极板或者膜电极粘接在一起的形式。当前工艺在组装电堆的过程中，使用点胶或者注塑集成密封垫的工艺形式，生产设备成本较高，对生产环境要求高，生产速度比较慢，次品率也比较高。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种燃料电池组件及其装配方法，能够降低电堆组装难度，提高电堆组装效率，提高密封效果。

为了解决上述问题，本申请提供一种燃料电池组件，包括多个叠置的燃料电池单体，燃料电池单体包括第一双极板、第二双极板和膜电极，膜电极设置在第一双极板和第二双极板之间，燃料电池单体之间和/或同一燃料电池单体的膜电极周侧的第一双极板和第二双极板之间通过密封垫热压密封粘接。

优选地，膜电极包括质子交换膜、第一扩散层和第二扩散层，第一扩散层和第二扩散层位于质子交换膜的两侧，第一扩散层的面积与质子交换膜的面积相等，第二扩散层的面积小于质子交换膜的面积。

优选地，密封垫采用自粘方式粘接或采用涂热硫化粘接剂粘接。

优选地，密封垫包括冷却腔密封垫和一体化密封垫，冷却腔密封垫设置在相邻的燃料电池单体之间，一体化密封垫设置在第一双极板和第二双极板之间。

根据本申请的另一方面，提供了一种上述的燃料电池组件的装配方法，包括：

在燃料电池单体之间和/或在同一燃料电池单体的膜电极周侧的第一双极板和第二双极板之间设置密封垫；

将预设数量的燃料电池单体进行热压密封。

优选地，在燃料电池单体之间和/或在同一燃料电池单体的膜电极周侧的第一双极板和第二双极板之间设置密封垫的步骤包括：

在热压定位模具中依次叠放第一双极板、预成型的一体化密封垫、膜电极、第二双极板、预成型的冷却腔密封垫、第一双极板、预成型的一体化密封垫…，依次类推，叠置预设数量的燃料电池单体。

优选地，预成型的一体化密封垫的成型方法包括：

使用压延机将混炼橡胶压至H1厚度的橡胶板；

使用刀模和模切机将橡胶板切成预设W1宽度的橡胶条；

将切割好的橡胶条填入一体化预成型垫模具；

将填好胶的模具在T1温度下热压t1时间，取出预成型的一体化密封垫。