[发明专利]膜电极封装结构

说明书

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种膜电极封装结构。该种膜电极封装结构包括顶面气体扩散层和底面气体扩散层，两个气体扩散层之间夹有催化剂涂布膜和两层材料粘接性质相同的边框，催化剂涂布膜位于两层边框之间，两层边框的供催化剂涂布膜粘接的部位位于两层边框的非外边缘处，两层边框的供催化剂涂布膜粘接的部位形成凹陷，凹陷处的内侧壁围住催化剂涂布膜，催化剂涂布膜的两个端面分别通过均为催化剂涂布膜亲和型的第一粘接剂层、第二粘接剂层粘接两层边框的凹陷处的底壁，两层边框的外边缘处通过边框材料亲和型的第三粘接剂层相互粘接。该种封装结构采用常见的粘接剂就可以具有较好的密封性好，不需要选用特殊种类的粘接剂，成本低。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种膜电极封装结构。

背景技术

如图1和图2，当前膜电极的主流封装方法为：首先在质子交换膜的两端面分别涂布阳极催化剂层和阴极催化层，制备出具有三层结构的催化剂涂布膜4(CCM)；然后把催化剂涂布膜4的边缘与两个边框1、9的边缘通过粘接剂层粘接密封起来；最后两层气体扩散层5、6分别通过粘接剂层来粘接边框形成膜电极。该种封装结构的膜电极中使用的粘接剂层需要既对碳氢类材料具有较好粘接性能，又对全氟磺酸树脂具有较好粘接性能，才能满足膜电极对密封性的要求，但是由于边框1、9一般是碳氢类材料，催化剂涂布膜4表面的主要材料为全氟磺酸树脂，碳氢类材料和全氟磺酸树脂两者的性质差别较大，导致这两者的粘接性质差别很大，同时对碳氢类材料和全氟磺酸树脂都有较好粘接性能的粘接剂属于特殊种类的粘接剂，不仅稀有，而且价格贵。如果出于成本考虑，选用常见的粘接剂来封装膜电极，这种膜电极在使用过程中可能会密封性不好。

发明内容

本发明提供一种膜电极封装结构，该种封装结构采用常见的粘接剂就可以具有较好的密封性好，不需要选用特殊种类的粘接剂，成本低。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

膜电极封装结构，包括顶面气体扩散层和底面气体扩散层，两个气体扩散层之间夹有催化剂涂布膜和两层材料粘接性质相同的边框，催化剂涂布膜位于两层边框之间，两层边框的供催化剂涂布膜粘接的部位位于两层边框的非外边缘处，两层边框的供催化剂涂布膜粘接的部位形成凹陷，凹陷处的内侧壁围住催化剂涂布膜，催化剂涂布膜的两个端面分别通过均为催化剂涂布膜亲和型的第一粘接剂层、第二粘接剂层粘接两层边框的凹陷处的底壁，两层边框的外边缘处通过边框材料亲和型的第三粘接剂层相互粘接。

进一步地，凹陷处的底壁表面粗糙。

进一步地，第三粘接剂层和两层边框的凹陷处的内侧壁一起封堵住催化剂涂布膜的周侧。

进一步地，两层边框的凹陷处的内侧壁与第三粘接剂层三者的厚度之和等于催化剂涂布膜、第一粘接剂层与第二粘接剂层三者的厚度之和，从而使得两层边框整体平整。

进一步地，两层边框都是碳氢类材料制成，相应地，第三粘接剂层是碳氢类材料亲和型的粘接剂。

进一步地，两层边框具体是由同一种材料制成的。

进一步地，催化剂涂布膜的两个端面的与两层边框的凹陷处的底壁的粘接处具体是两个端面的边缘。

进一步地，第三粘接剂层铺满两层边框的非凹陷处。

进一步地，第一粘接剂层、第二粘接剂层分别铺满两层边框的凹陷处的底壁。

进一步地，催化剂涂布膜的两个端面是含全氟磺酸树脂的催化剂层，相应地，第一粘接剂层、第二粘接剂层都是全氟磺酸树脂亲和性的粘接剂。