[发明专利]一种单体电池、燃料电池及其制作方法

说明书

本发明提供了一种单体电池、燃料电池及其制作方法，所述单体电池包括分体成型的第一极板组件和第二极板组件。所述第一极板组件包括第一阳极板、第一阴极板和第一膜电极，所述第二极板组件包括第二阳极板、第二阴极板和第二膜电极，所述第一阳极板连接于所述第二阳极板，所述第一阴极板连接于所述第二阴极板，所述第一膜电极连接于所述第二膜电极。第一极板组件和第二极板组件基于各自分体成型，使得二者的结构简单、尺寸更易控制，便于批量生产，由此提高了单体电池的生产效率和单体电池之间的一致性；此外，在燃料电池的组装过程中，第一膜电极和第二膜电极不会裸露在外，由此降低了对装堆现场的清洁度要求。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种单体电池、燃料电池及其制作方法。

背景技术

燃料电池电堆通常由端板、绝缘板、集流板、至少一个单体电池组成，他们之间通过压紧力被组装到一起。目前，普遍的单体电池包括阳极极板、膜电极和阴极极板、并由阳极极板、膜电极和阴极极板按顺序依次叠加设置而成。而由于现有的各单体电池的阳极极板、膜电极和阴极极板均包含两侧流道设计，其增加了双极板及膜电极的批量加工难度、单体电池之间的一致性较难保证，同时由于膜电极裸露在外，对装堆间清洁度要求较高。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种单体电池、燃料电池及其制作方法。

在第一方面，本发明的单体电池包括分体成型的第一极板组件和第二极板组件。所述第一极板组件包括第一阳极板、第一阴极板和第一膜电极，且所述第一阳极板、第一阴极板和第一膜电极依次层叠设置。所述第二极板组件包括第二阳极板、第二阴极板和第二膜电极，且所述第二阳极板、第二阴极板和第二膜电极依次层叠设置。所述第一阳极板连接于所述第二阳极板，所述第一阴极板连接于所述第二阴极板，所述第一膜电极连接于所述第二膜电极。

进一步地，所述第一极板组件形成有开口，所述第二极板组件设置于所述开口中并连接于所述第一极板组件。

进一步地，所述开口为矩形开口，相应地所述第二极板组件为矩形结构。

进一步地，所述第一阳极板形成有阳极板过渡区，所述阳极板过渡区位于所述开口两侧。所述第一阴极板形成有阴极板过渡区，所述阴极板过渡区位于所述开口两侧。所述第一膜电极形成有膜电极流道区，所述膜电极流道区位于所述开口两侧。所述第二阳极板形成有阳极板流道区，所述第二阴极板形成有阴极板流道区。

进一步地，所述第一膜电极和所述第二膜电极均由第一碳纸层、CCM板、第二碳纸层层叠而成。

在第二方面，本发明的燃料电池包括层叠设置的端板、绝缘板和集流板，其中，所述燃料电池还包括上述所述的单体电池，所述单体电池设置于所述集流板下侧。

在第三方面，本发明的燃料电池的制作方法用于制作上述所述的燃料电池。其中，所述制作方法包括步骤：准备第一阳极板、第一阴极板和第一膜电极、并制作出第一极板组件；准备第二阳极板、第二阴极板和第二膜电极并制作出第二极板组件；将所述第二极板组件置于所述第一极板组件中，并连接第一膜电极和所述第二膜电极；采用激光焊接方式连接所述第一阳极板与所述第二阳极板、连接所述第一阴极板与所述第二阴极板，以形成单体电池；将多个单体电池依次进行堆叠；将端板、绝缘板和集流板进行堆叠；将堆叠在一起的多个单体电池置于堆叠在一起的端板、绝缘板和集流板的下方。

进一步地，准备第一阳极板、第一阴极板和第一膜电极、并制作出第一极板组件，包括步骤：准备第一阳极板、第一阴极板和第一膜电极、并将第一阳极板、第一阴极板和第一膜电极依次层叠设置；采用粘接方式连接所述第一阳极板、第一阴极板和第一膜电极以形成所述第一极板组件；对所述第一极板组件进行升温和加压处理，以使所述第一阳极板、第一阴极板和第一膜电极密封连接。