[发明专利]使用薄弹性密封件的鲁棒燃料电池堆密封设计

权利要求书

1.一种用于燃料电池系统的双极板组件，所述组件包括：

一对板，每个板包括从其至少一个表面突出的一体形成的金属珠；

微密封件，其设置在所述一对板中的至少一个的所述金属珠中的至少一个的接合表面上；

膜电极组件，其设置在所述一对板之间；以及

副垫片，其设置在所述一对板之间，紧靠所述微密封件并且围绕所述膜电极组件周边地设置以提供充分的：(a)在所述膜电极组件中形成的阳极和阴极之间的电隔离以及(b)在所述一对板之间的流体隔离。

2.根据权利要求1所述的组件，其中与所述微密封件相关联的至少一个设计参数限定由所述板中的至少一个施加在所述微密封件上的空间约束，所述至少一个设计参数选自由以下组成的群组：(a)泊松比、(b)纵横比以及(c)表面摩擦或粘合性。

3.根据权利要求2所述的组件，其中所述微密封件限定不大于约0.5的纵横比。

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述微密封件限定约0.47与0.497之间的泊松比。

5.根据权利要求2所述的组件，其中所述有效刚度定义为：

Eeff=Fa′Δh′=Sη=6E(1+v)β2η2[1-tanhββ]]]>

其中

β=3η2(1-2v)1+v,]]>

F限定对所述微密封件施加的力的量，a′限定所述微密封件的接合宽度，α限定所述微密封件的错位量，h′限定所述微密封件的接合高度，并且η等于所述微密封件的纵横比。

6.一种组装双极板组件的方法，所述方法包括：

沿着堆叠轴线对齐多个燃料电池，每个所述燃料电池包括双极板组件，所述双极板组件包括：

一对板，每个板包括从其至少一个表面突出的一体形成的金属珠；

微密封件，其设置在所述一对板中的至少一个的所述金属珠中的至少一个的接合表面上；

膜电极组件，其设置在所述一对板之间；以及

副垫片，其设置在所述一对板之间，紧靠所述微密封件并且围绕所述膜电极组件周边地设置以提供充分的：(a)在所述膜电极组件中形成的阳极和阴极之间的电隔离以及(b)在所述一对板之间的流体隔离；

沿所述堆叠轴线对所述对齐的燃料电池施加压缩力；以及

在保持所述压缩力的同时将所述对齐的燃料电池固定在壳体内。