[实用新型]一种水冷燃料电池堆的密封结构

说明书

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是一种水冷燃料电池堆的密封结构。水冷燃料电池堆包括若干组水冷燃料电池，每组水冷燃料电池包括阳极流场板和阴极流场板，阳极流场板和阴极流场板均具有冷却流场，相邻的阳极流场板和阴极流场板的接触面设有密封结构，密封结构围绕冷却流场周边，密封结构内部填充密封胶密封，密封结构包括点胶台、溢胶槽和通风槽，溢胶槽对称地设置于点胶台两侧，通风槽一端与溢胶槽相连，另一端通向极板边缘或冷却流场的进出口边缘。本实用新型的技术方案，有效改善了现有密封结构存在的干燥时间长、可能出现泄露孔等问题，能较好地保证极板冷却接触面的密封，提高密封性能，且干燥时间短，粘合效率高。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是一种水冷燃料电池堆的密封结构。

背景技术

燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应将燃料化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池使用燃料和氧气作为原料，没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。燃料电池非常适用于交通运输、固定式发电以及便携式领域。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。近年来，世界各国都在积极研究将燃料电池作为动力源，应用于汽车领域。

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell)是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为传递H+的介质，只允许H+通过，而H2失去的电子则从导线通过。工作时相当于一直流电源，阳极即电源负极，阴极即电源正极。

如图1所示，典型的水冷质子交换膜燃料电池由膜电极10、阳极流场板20、阴极流场板30组成，膜电极10一般放在两块导电的流场板中间，流场板既作为电流集流板，也作为膜电极10的机械支撑。阳极流场板20的一面为阳极流场21，另一面为冷却流场11，阴极流场板30的一面为阴极流场31，另一面为冷却流场11，阳极流场21和阴极流场31的流道提供燃料、氧化剂进入阳极、阴极参与反应的通道，冷却流场11的流道提供了冷却水经过的通道，以便带走燃料电池运行过程产生的热量。

水冷燃料电池堆由若干组这样的单电池组成，相邻的阳极流场板20和阴极流场板30的冷却面相接触，接触面必须保证密封性能，以防止冷却液泄露。冷却液一旦泄露会导致冷却液减少，燃料电池堆散热性能下降，可能引起电池堆内局部过热甚至烧穿，毁坏电池堆。另一方面，泄露出去的冷却液接触到电池堆外部的线路、电板等零部件，则会导致零部件损坏，影响整个燃料电池堆系统的安全运行。

现有技术中燃料电池堆冷却面密封采用的方法为，将相邻的两个极板以点胶、注胶、丝网印等方式相粘合，或在两个极板之间增加密封圈。其中极板粘合的常见方法为，在冷却流场11的周边加工密封槽12，密封槽12的剖面形状如图2所示，在密封槽12内填充密封胶，将相邻的一个极板重叠覆盖于另一极板上，保持一定的压力，并通过一段时间烘干、固化，形成两极板相互密封的状态。

该方法存在以下问题：1、覆盖重叠后的极板，内部的填充密封胶与外部用于烘干的热空气无法直接接触，只能通过极板材料传导热量，需要耗费比较长的时间，才能使内部的密封胶完全烘干、固化，烘干效率较低；2、相邻极板覆盖后，密封胶内的空气泡无法排除，聚集在密封槽12内，烘干固化后，内部的气泡破灭，导致密封部位可能出现泄露孔，冷却液将会从泄露孔泄露出去。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型提供了一种水冷燃料电池堆的密封结构，改善了现有密封结构存在的干燥时间长、可能出现泄露孔等问题，能较好地保证极板冷却接触面的密封，提高密封性能。

本实用新型的技术方案为：