[发明专利]一种燃料单电池密封结构

说明书

本申请涉及一种燃料单电池密封结构，包括阳极板、膜电极和阴极板，所述膜电极设置于所述阳极板与所述阴极板之间；所述阳极板与所述膜电极之间设置有第一密封件，所述第一密封件通过第一粘胶层与所述阳极板连接，所述第一密封件通过第二粘胶层与所述膜电极连接；所述阴极板与所述膜电极之间设置有第二密封件，所述第二密封件通过第三粘胶层与所述阴极板连接，所述第二密封件通过第四粘胶层与所述膜电极连接；当所述燃料单电池密封结构处于磁场环境或低温环境时，所述第一密封件与所述第二密封件呈刚性状态。本申请能够有效提高每片单电池中膜电极压缩率的一致性，并有效降低因受力不均导致的极板和膜电极损坏的风险。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料单电池密封结构。

背景技术

燃料电池是将燃料的化学能直接转换成电能的化学装置。在燃料电池电堆的实际装配应用中，燃料电池密封可让电池形成密闭的气腔，使电池内的气体充分反应，并能够防止电池内的反应气体泄露产生安全事故。燃料电池堆一般由若干个单电池组成，单电池是将阴极板、阳极板、膜电极和密封件贴合成一个单元电池结构。目前，燃料单电池的密封一般通过在极板上点胶贴合固化成型、或者在极板上注塑胶条成型、或者在膜电极上注塑胶条贴合成型、以及采用热固胶粘接贴合等形式进行密封。电堆在预紧力的作用下，一部分力作用在密封件上，一部分力作用在膜电极上。

在密封件实际制作与燃料电池电堆装配时，点胶形式的胶量无法精准控制，且注塑等密封结构存在结构交接区，使得密封件的受力和形变量存在差异，导致电堆内部产生受力不均的情况，进而影响电堆装配结构一致性和膜电极压缩率不一致，从而造成各单电池之间性能差异较大、受力不均，甚至可能导致极板和膜电极损坏，造成较大的经济损失。

发明内容

基于此，本发明提供一种燃料单电池密封结构，旨在解决现有单电池结构因密封件公差和不同区域结构形状不同造成电堆内受力不均等技术问题。本申请结构简单，能够减少密封件预紧力方向的力，使得电堆预紧力均匀的几乎只作用在膜电极上，从而提高每片单电池中膜电极的压缩率一致性，降低因受力不均导致极板和膜电极损坏的风险。

为实现上述目的，本发明实施例提出如下技术方案：

一种燃料单电池密封结构，包括阳极板、膜电极和阴极板，所述膜电极设置于所述阳极板与所述阴极板之间；

所述阳极板与所述膜电极之间设置有第一密封件，所述第一密封件通过第一粘胶层与所述阳极板连接，所述第一密封件通过第二粘胶层与所述膜电极连接；

所述阴极板与所述膜电极之间设置有第二密封件，所述第二密封件通过第三粘胶层与所述阴极板连接，所述第二密封件通过第四粘胶层与所述膜电极连接；

当所述燃料单电池密封结构处于磁场环境或低温环境时，所述第一密封件与所述第二密封件呈刚性状态。

作为优选的实施方式，处于刚性状态的所述第一密封件和所述第二密封件的纵向切面结构为“工”字型结构、“C”字型结构或矩形结构。

作为优选的实施方式，所述磁场环境为大于0.7特斯拉的磁场；所述低温环境的温度低于-60℃。

作为优选的实施方式，所述第一密封件与所述第二密封件对称设置。

作为优选的实施方式，当所述燃料单电池密封结构处于自然环境(即无磁场的常温环境，常温指的是温度为25℃)中，所述第一密封件和所述第二密封件呈柔性状态(即可自由弯曲)；处于柔性状态的所述第一密封件和所述第二密封件的纵向切面均呈类拱门结构。

作为优选的实施方式，所述阳极板、所述第一粘胶层、所述第一密封件、所述第二粘胶层和所述膜电极依次连接密封形成阳极腔。

作为优选的实施方式，所述阴极板、所述第三粘胶层、所述第二密封件、所述第四粘胶层和所述膜电极依次连接密封形成阴极腔。