[发明专利]一种基于燃料电池电堆工艺的单电池及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于燃料电池电堆工艺的单电池及其制作方法，所述单电池包括密封件、底涂a、双极板总成、底涂b和膜电极；所述密封件和双极板总成通过底涂a连接；所述双极板总成与膜电极通过底涂b连接。所述方法包括：在双极板总成一侧的密封槽内涂抹底涂b；通过定位装置确定膜电极的位置；在一定压力下将膜电极和双极板总成压实，固化底涂b，使膜电极和双极板总成粘合形成半成品；在双极板总成另一侧的密封槽内涂抹底涂a；通过定位装置确定半成品和密封件之间相对位置；将密封件与半成品压实，固化底涂a，完成密封件与半成品的粘合，得到制作完成的单电池。本发明提供的单电池能够提高单电池叠堆的效率以及电堆的整体性能。

技术领域

本发明涉及一种基于燃料电池电堆工艺的单电池及其制作方法，属于单电池制作技术领域。

背景技术

目前国内燃料电池领域，大多采用粘结剂粘合阴、阳极单板，制作成双极板总成，并通过其表面的面压密封件对气路、水路做到密封，配合定位柱，每两组双极板总成之间放置膜电极，即可以堆叠组成满足性能需求的电池组。其中，膜电极不仅是氢燃料电池的动力来源，其边框还具有避免相邻的两组双极板总成短路的作用，所以膜电极的边框尺寸必须大于双极板总成的尺寸。

但是就目前叠堆技术而言，膜电极与双极板总成需要分别定位，并且膜电极需要牺牲尺寸来完成定位，导致至少有两条边的膜电极与双极板尺寸一致，这就为电堆的安全性留下隐患。另外，电堆中的随机因素较多，测得的膜电极性能存一定的差异，由于电池之间是串联关系，性能最弱的膜电极性能决定了整个电堆在大电流下整个电堆的最终性能。对于性能一致性不好的电堆，所采取的方式是将有问题的膜电极替换掉，这种方式既浪费时间也会对其他性能较好的极板、膜电极造成影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于燃料电池电堆工艺的单电池及其制作方法，制得的单电池能够提高单电池叠堆的效率以及电堆的整体性能。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种基于燃料电池电堆工艺的单电池，所述单电池包括密封件、底涂a、双极板总成、底涂b和膜电极；所述密封件和双极板总成通过底涂a连接；所述双极板总成与膜电极通过底涂b连接。

结合第一方面，进一步地，各组单电池之间采用堆叠方式配合，所述密封件置于两组单电池之间，所述密封件一侧为单电池的双极板总成，另一侧为相邻一组单电池的膜电极。

结合第一方面，进一步地，所述密封件在堆叠多组单电池的压力下发生形变，回弹力作用于双极板总成和膜电极，以使两组单电池密封。

结合第一方面，优选地，所述密封件采用点胶、极板注塑、膜电极注塑、注塑件粘接方式中任意一种制得。

结合第一方面，优选地，所述密封件根据密封件的材质、弹性模量数据、双极板密封槽尺寸进行设计的。

结合第一方面，进一步地，所述底涂a和底涂b为对膜电极损伤较小并适应燃料电池长期运行工况的胶水。

结合第一方面，进一步地，所述双极板总成的两面分别为阴极面压密封件和阳极面压密封件，所述阴极面压密封件和阳极面压密封件的外表面均设有双极板密封槽。

结合第一方面，进一步地，所述膜电极通过底涂b与所述双极板总成的阴极面压密封件或阳极面压密封件外表面的双极板密封槽粘合，所述密封件通过底涂a与所述双极板总成的阴极面压密封件或阳极面压密封件外表面的双极板密封槽粘合。

结合第一方面，优选地，所述双极板总成的两面之间设有阴极单板、水路密封件和阳极单板，所述水路密封件设于所述阴极单板与所述阳极单板之间，所述阴极单板连接所述阴极面压密封件，所述阳极单板连接所述阳极面压密封件。

结合第一方面，进一步地，所述膜电极的尺寸大于双极板总成。