[发明专利]空冷型质子交换膜燃料电池堆

说明书

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池的技术领域，具体为空冷型质子交换膜燃料电池堆。

背景技术

现有的空冷型燃料电池双极板，其专利号：201020606479.0，授权公告日：2011年06月01日,名称：一种空冷型质子交换膜燃料电池双极板，该专利记载如下：

双极板的一面为阴极极面、另一面为阳极极面，其特征在于：所述阴极极面开有阴极密封槽腔体，所述阴极密封槽腔体包裹空气平行直道，所述空气平行直道通过两侧的进气直槽连通外部空气，所述进气直槽位于所述阴极密封槽腔体厚度方向内侧；所述阳极极面的两端开有通孔，所述阳极极面开有氢气流道，所述阳极极面开有阳极密封槽腔体，所述阳极密封槽腔体将两个通孔、氢气流道分别单独包围，两个所述通孔内侧分别开有导通槽连通所述氢气流道，所述导通槽位于所述阳极密封槽腔体厚度方向内侧。

该结构由于氢气在垂直方向上通过双极板，因此为了防止氢气和空气窜气，必须在阳极密封槽腔体和阴极密封槽腔体内放入橡胶密封件，同时需要较厚的端板和较粗的螺杆，以保证电堆装配时所需的很大的预紧力，从而使橡胶密封件压入密封槽腔体，即使如此，由于橡胶密封件厚度尺寸、密封槽腔体的深度尺寸很难控制，因此该双极板用于装配电堆时十分复杂并耗时，装配后的电堆仍然时常发生窜气，不能保证密封效果，从而影响电堆的性能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了空冷型质子交换膜燃料电池堆，该结构使电池堆阴极侧空气和阳极侧氢气完全隔开，因此，电堆的气体密封性优异，从而可以提高电堆的性能，且该结构可以降低电堆的重量、大大提高电堆装配速度。

空冷型质子交换膜燃料电池堆，其技术方案是这样的：其包括燃料电池本体段，其特征在于：所述燃料电池的本体段的两侧分别设置有集电板，所述集电板的外侧分别设置有绝缘端板，所述绝缘端板的四周外露于所述集电板，紧固螺杆、紧固螺帽紧固连接两侧的所述绝缘端板、并压紧集电板和燃料电池本体段，所述燃料电池本体段的顶部设置有顶板、氢气进气外总管端板，所述顶板紧固通过粘接剂粘接两侧的所述绝缘端板的顶部、并用螺丝紧固连接，所述氢气进气外总管端板紧固连接两侧的所述绝缘端板的顶部安装止口内，所述氢气进气外总管端板、顶板间通过粘接剂填缝封装； 所述氢气进气外总管端板的进气长通管连通所述燃料电池本体段的各个氢气进气子管，在所述进气长通管内和各个氢气进气子管外表面的间隙中填装有粘接剂；所述燃料电池本体段的底部设置有底板、氢气出气外总管端板，所述底板通过粘接剂粘接两侧的所述绝缘端板的底部、并用螺丝紧固连接，所述氢气出气外总管端板紧固连接两侧的所述绝缘端板的底部安装止口内，所述氢气出气外总管端板、底板间通过粘接剂填缝封装；所述氢气出气外总管端板的出气长通管连通所述燃料电池本体段的各个氢气出气子管，在所述出气长通管内和各个氢气出气子管外表面的间隙中填装有粘接剂；所述氢气进气外总管端板、氢气出气外总管端板分别位于所述绝缘端板的对角线位置；风扇板位于所述燃料电池本体段的正面，所述风扇板通过粘接剂粘接两侧的所述绝缘端板的前端面、并用螺丝紧固连接，所述风扇板和所述顶板之间通过粘接剂填缝封装，所述风扇板和所述氢气出气外总管端板之间通过粘接剂填缝封装；所述风扇板上均布有风扇通孔，所述风扇被螺丝固定在所述风扇板上，所述风扇的扇叶对准风扇通孔。

其进一步特征在于：

所述燃料电池本体段由空气单极板和均布的双极板膜电极组合体构成，其连接关系为：双极板膜电极组合体依次堆叠，所述燃料电池本体段的一侧的空气单极板的阴极极面与相邻的双极板膜电极组合体的膜电极贴合，所述空气单极板的平面与该侧的集电板贴合；所述燃料电池本体段的另一侧的端部的双极板膜电极组合体的阴极极面与集电板直接贴合；