[发明专利]燃料电池的分隔器和制造方法及具有该分隔器的燃料电池

权利要求书

1.一种用于制造具有用于燃料电池的分隔器的燃料电池的方法，所述分隔器能够紧密接触燃料电池的MEA(膜电极组)的阳极或者阴极，并且在所述分隔器和所述阳极或者阴极之间插入流体扩散层，所述分隔器具有流场槽以允许流体在所述分隔器和所述流体扩散层之间流动，所述方法包括：

准备具有预定大小的薄片状结构石墨箔；

在所述石墨箔上形成对应于所述流场槽的掩膜图案；

通过蚀刻其上形成有所述掩膜图案的所述石墨箔，在所述石墨箔上形成所述流场槽；

通过浸渍在所述流场槽的内侧面上形成憎水层；以及

从所述石墨箔上移除所述掩膜图案，

其中所述流场槽的所述内侧面具有几十微米的粗糙度，

所述憎水层的浸渍厚度位于30μm到100μm的范围内，并且

所述石墨箔不含有热固树脂或者热塑树脂。

2.如权利要求1所述的制造燃料电池的方法，其中在所述石墨箔上形成掩膜图案的步骤包括：

利用干膜抗蚀剂涂覆所述石墨箔；

暴露所述被涂覆的石墨箔；以及

通过在所述石墨箔上移动喷射式显影设备的喷射喷嘴，在所述石墨箔上显影所述干膜抗蚀剂。

3.如权利要求1所述的制造燃料电池的方法，其中在所述石墨箔上形成所述掩膜图案的步骤包括在所述石墨箔上贴附掩膜，所述掩膜提供有对应于所述流场槽的图案并且由橡胶或者不锈钢制成。

4.如权利要求1所述的制造燃料电池的方法，其中在所述石墨箔上形成所述流场槽的步骤包括喷砂和超声波蚀刻中的至少一种。

5.如权利要求1-4中任一项所述的制造燃料电池的方法，其中通过浸渍在所述流场槽的内侧面上形成憎水层的步骤包括：

在贴附有所述掩膜图案且形成有所述流场槽的所述石墨箔上形成憎水层；以及

在50℃到90℃范围的温度中，干燥形成有所述憎水层的所述石墨箔。

6.如权利要求5所述的制造燃料电池的方法，其中，在所述石墨箔上形成憎水层的步骤中，将憎水溶液喷射涂覆在所述石墨箔的表面上，或者将所述石墨箔浸入所述憎水溶液中。

7.如权利要求1所述的制造燃料电池的方法，其中：

在所述分隔器的前侧面和后侧面中的每一侧上都形成所述流场槽；

所述掩膜图案包括前掩膜图案和后掩膜图案；

在所述前掩膜图案和后掩膜图案中的每一掩膜图案上都形成至少一对定位孔；

穿过所述石墨箔，与所述掩膜图案的所述定位孔相对应地形成至少一个定位孔；以及

所述掩膜图案的所述定位孔和所述石墨箔的所述定位孔是通过使用与其相对应的至少一对定位棒来校准的。

8.如权利要求7所述的制造燃料电池的方法，其中所述至少一对定位孔和所述至少一对定位棒分别包括对应于不同大小的多对定位孔和定位棒。

9.一种燃料电池堆，其包括至少一个单元电池，其中所述至少一个单元电池包括：

MEA(膜电极组)，包括聚合物电解质膜，以及在其两侧上形成的阳极和阴极；

一对流体扩散层，接触地设置到所述MEA两侧的所述阳极和所述阴极；以及

一对分隔器，用于紧密接触所述一对流体扩散层，在所述分隔器面向所述流体扩散层的侧面上形成流场槽以便形成反应区域，并且在所述反应区域外围形成导管区域；

其中，所述一对分隔器中的至少一个分隔器包括薄片状结构石墨箔，以及

通过浸渍，在所述一对分隔器中的至少一个分隔器的所述流场槽的内侧面上形成憎水层，

其中所述流场槽的所述内侧面具有几十微米的粗糙度，

所述憎水层的浸渍厚度位于30μm到100μm的范围内，并且

所述石墨箔不含有热固树脂或者热塑树脂。

10.如权利要求9所述的燃料电池堆，其中所述薄片状结构石墨箔中包括不锈钢层。

11.如权利要求10所述的燃料电池堆，其中在表面暴露于所述流场槽中的所述不锈钢层上形成所述憎水层。

12.如权利要求9所述的燃料电池堆，其中所述石墨箔的体积密度位于1.5g/cm³到2.0g/cm³的范围内。