[发明专利]可先密封再焊接的金属双极板结构及其装配方法

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，公开了一种可先密封再焊接的金属双极板结构，包括第一极板和第二极板，第一极板和第二极板之通过焊接包络线形成冷却液流道，第一极板和第二极板上均设有空气进出口、冷却液进出口和氢气进出口，冷却液进出口位于焊接包络线之内，第一极板上设有第一极板轮廓密封胶线、氢气密封胶线和冷却液密封胶线，第二极板上设有第二极板轮廓密封胶线、空气密封胶线和冷却液密封胶线，氢气密封胶线、空气密封胶线和冷却液密封胶线与焊接包络线均不交叉。本发明还公开了一种可先密封再焊接的金属双极板结构的装配方法。本发明可先密封再焊接的金属双极板结构及其装配方法，先密封再焊接，密封胶线和焊接包络线不干涉，密封效果好。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种可先密封再焊接的金属双极板结构及其装配方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池因其高效、节能、清洁等特点，在能源领域得到广泛的研究，而双极板作为质子交换膜燃料电池的重要零部件，具有配气、导电、配水、冷却等作用。双极板的密封胶线布置更是影响整个电堆的密封性能，密封胶线在双极板上布置合适，可减小双极板中空气、氢气、冷却液泄露的概率，影响电堆可靠性。而在传统工艺中，双极板先焊接再密封，密封胶线直接覆盖焊线，凹凸不平的焊线影响密封胶线结构，影响密封性能。因此，合理布置密封胶线和焊接线对提高电堆密封性能及可靠性有重要意义。

中国专利(公开日：2011年01月04日、公开号：CN102306805A)公开了一种金属双极板，由阴、阳极单极板对应连接构成，阴、阳极单极板两侧设有三腔公用管道，中部设直流场流道、分配流道和进出口流道，直流场流道由平行的凸起和沟槽组成，分配流道部分由按规律排布的导流岛和反向凸起的支撑点构成，阴、阳极单极板进口侧与出口侧为不对称结构，气腔公用管道进口的面积比出口的面积大0.1-0.5倍。其虽然给出了密封胶线示意图，但未说明焊线情况，在生产过程中，焊线会影响密封胶线的布置，而且会影响密封性能。

中国专利(公开日：2013年07月24日、公开号：CN203085681U)公开了一种密封性能增强的燃料电池金属双极板，包括用粘结或焊接方式将氧极板和氢极板连接为一体构成双极板，氧极板上的氧胶线框与氧极板为一体结构，即氧胶线框与氧极板上的流道和公用开口一起模压成型；氢极板上的氢胶线框与氢极板为分体结构，即氢胶线框与氢极板是两个各自独立的结构，氢胶线框粘结到氢极板上。提高了金属双极板的整体强度、整体平整度；有利于电堆组装时的匹配、对正；有利于提高金属双极板的密封稳定性；有利于提高金属板电堆运行过程中的可靠性，进而提高电堆寿命。但未考虑焊接对密封胶线布置的影响，未考虑焊线布置情况。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种可先密封再焊接的金属双极板结构及其装配方法，可先密封再焊接，密封胶线和焊接包络线不干涉，密封效果好。

为实现上述目的，本发明所设计的可先密封再焊接的金属双极板结构，包括互相对称的第一极板和第二极板，所述第一极板的第一面设为空气流道反应区域，所述第二极板的第一面设为氢气流道反应区域，所述第一极板第二面和第二极板第二面之间经焊接通过焊接包络线形成冷却液流道；

所述第一极板上开设有第一极板空气进口、第一极板冷却液进口和第一极板氢气进口，所述第一极板上还开设有第一极板空气出口、第一极板冷却液出口和第一极板氢气出口；

所述第二极板上开设有第二极板空气进口、第二极板冷却液进口和第二极板氢气进口，所述第二极板上还开设有第二极板空气出口、第二极板冷却液出口和第二极板氢气出口；

所述第一极板冷却液进口、第一极板冷却液出口、第二极板冷却液进口和第二极板冷却液出口均位于所述焊接包络线之内，所述第一极板空气进口、第一极板氢气进口、第一极板空气出口、第一极板氢气出口、第二极板空气进口、第二极板氢气进口、第二极板空气出口和第二极板氢气出口均位于所述焊接包络线之外；