[实用新型]构成燃料电池的一体化单电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池，尤其涉及一种构成燃料电池的一体化单电池。

背景技术

在申请号为200720069527.5中提出了一种适合低温启动的空气直接冷却型燃料电池。该专利申请提供了一种适合低温启动的空气直接冷却型燃料电池，该燃料电池包括膜电极、双极板、集流引线板和端板，其中的双极板为复合式双极板，其流道为平直贯通型流道，复合式双极板与膜电极粘合构成一体化单电池、多块一体化单电池叠加成的端面四周设有密封胶层，端面外设有带腔体的端盖，多块端面同端盖相连构成电池燃料的气体共用流体腔。复合式双极板包括一面具有氢气流场的柔性石墨板和一面具有空气流场的金属或石墨材料板，其一面板两端设有密封板条并与另一面板相连。氢气流场的流道为多条贯通的直流道，空气流场的流道为多条贯通的平行流道。氢气流场的流道与空气流场的流道在方向上成垂直结构。复合式双极板为长方形，膜电极为长方形，该膜电极的氢气流场侧的碳纸长边长度比空气流场侧碳纸长2mm-10mm，氢气流场侧的碳纸短边长度比空气流场侧碳纸短2-10mm。膜电极的两条长边裸露部分直接或间接与双极板的氢气流场侧粘接相连，膜电极的两条短边裸露部分上设有弹性密封材料并与双极板的空气流场侧相连。气体共用流体腔为由多片长方形一体化单电池短边叠加成的端面与端盖围成的腔，该端盖上设有燃料气进出口，气体共用流体腔的周围设有密封用弹性材料。

在上述电池结构中，采用了柔性石墨板，一方面增加了电池的平面方向的导热，使电池平面热分布均匀。但同时增加了电池堆的重量，使电池低温启动时间变长。另外，在上述结构中，气体共用流体腔为由多片长方形一体化单电池短边叠加成的端面与端盖围成的腔气体共用流体腔的周围设有密封用弹性材料。该电池在运行时，如果单电池出现故障，燃料电池需要拆装检修时，需将密封用弹性材料去除，拆装后重新加胶进行密封，过程麻烦，费时，不利于检修维护。

发明内容

本实用新型的目的，就是为了克服了上述现有技术存在的缺陷，提供一种具有新型密封结构、便于拆装、方便维修的构成燃料电池的一体化单电池。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种构成燃料电池的一体化单电池，由双极板与膜电极粘合成一体，所述的双极板为石墨双极板，在石墨双极板的一面设有空气流场的平直贯通型流道，另一面设有氢气流道、氢气进口和氢气出口，在氢气进口和氢气出口的周围表面施有一层胶，胶层的厚度加上该处石墨双极板的厚度同单片电池的其他部分的厚度相适配。

所述的氢气流道的脊与槽的宽度比为2∶1～4∶1。

与现有技术相比，本实用新型解决了现有技术存在的弊端，使得由多块一体化单电池叠加组装成燃料电池堆的组装工艺变得更加简单，多块一体化单电池叠加时，由于各块一体化单电池的氢气进口和氢气出口的周围表面均施有一层胶，在燃料电池端板组装力的作用下即可实现对氢的密封。更有利于低温运行，更便于拆装，更方便维修。

附图说明

图1为本实用新型中的石墨双极板的结构示意图；

图2为本实用新型一体化单电池的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型中的石墨双极板1的一面设有空气流道11，该空气流道11为平直贯通型流道，另一面设有氢气流道12和氢气进出口13、14。其中氢气流道12的脊与槽的宽度比为2∶1～4∶1，优选3∶1。

参见图2，本实用新型一体化单电池由图1所示的石墨双极板1与膜电极2粘合成一体，在石墨双极板1一面的氢气进口和氢气出口13、14的周围表面施有一层胶3，胶层3的厚度加上该处石墨双极板1的厚度同单电池的其他部分的厚度相适配。即整个单电池各处的厚度大致相同。

本实用新型一体化单电池的空气阴极侧碳纸、氢气阳极侧碳纸同膜的尺寸为：氢气侧碳纸的长度略大于氢气进出口(13、14)之间的最短距离。膜的尺寸长度等于氢气进出口(13、14)之间的最短距离，宽度等于石墨双极板1的宽度。空气阴极侧碳纸的长度比氢气阳极侧短4-8mm，宽度同石墨双极板1相同。

氢气阳极、膜、空气阴极组成膜电极2。在氢气阳极侧碳纸两长边两侧，膜同石墨双极板的空间内填充胶进行密封。在空气阴极侧碳纸的短边两端以及石墨双极板氢气进出口的周围填充胶，使填胶后，氢气进出口周围胶和石墨双极板的总厚度同单片电池的其他部分的厚度相近。