[发明专利]一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件

说明书

一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，包括金属极板、膜电极和封装结构，封装结构呈框状，封装结构沿金属极板和膜电极的边缘设置，并连接金属极板和膜电极的边缘，使金属极板和膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。或，包括金属极板、两个密封圈、膜电极和封装结构，封装结构设置于金属极板和膜电极的边缘上，并连接金属极板和膜电极的边缘，使金属极板、两个密封圈、膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。在燃料电池系统制备过程中，仅需直接对多个燃料电池金属极板组件进行层叠式堆叠装配，既能构成燃料电池系统，极大减少了重复定位次数，抑制了错位等装配问题的发生，能有效提高燃料电池系统的制备质量及效率。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件。

背景技术

氢气、氧气在燃料电池中通过电化学反应输出电能，最终生成产物是水，该能源供给方式具有效率高、无污染等特点，受到广泛关注。其中，金属极板燃料电池更是凭借其优异的质量功率比、体积功率比进一步受到市场关注。

燃料电池系统通过层叠式装配方式进行组装，由金属极板、密封圈及膜电极组件构成。如图1所示，首先将密封圈2放置于金属极板1上，在其上方覆盖膜电极3，再堆叠金属极板1、密封圈2及膜电极3，经多次堆叠后形成燃料电池系统。如图2所示，膜电极3为电化学反应载体，密封圈2用于密封反应气体，金属极板1用于电流传统及反应气体传导。但是，受限于金属极板1、密封圈2、膜电极3为分散性部件，堆叠过程复杂，过程中易发的错位等装配问题制约燃料电池使用性能及生产效率，工艺鲁棒性较低。

综上所述，基于金属极板、密封圈、膜电极部件分散性特点发展的层叠式装配方法已无法满足燃料电池高效、稳定制备要求，对模块化金属极板组件结构的设计提出了需求。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，包括金属极板、膜电极和封装结构，所述金属极板的一面上覆盖膜电极，所述封装结构呈框状，封装结构沿金属极板和膜电极的边缘设置，并连接金属极板和膜电极的边缘，封装结构使金属极板和膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。

另一种基于模块化封装的燃料电池金属极板组件，包括金属极板、两个密封圈、膜电极和封装结构，所述金属极板的两面上均设置一个密封圈，金属极板的一面及该面上的密封圈上覆盖膜电极，所述封装结构设置于金属极板和膜电极的边缘上，并连接金属极板和膜电极的边缘，封装结构使金属极板、两个密封圈、膜电极组成一个燃料电池金属极板组件。

进一步地，所述封装结构呈框状，所述金属极板另一面上的密封圈的外边缘与封装结构的内壁连接。

或，所述封装结构呈框状，封装结构的内壁上设有一圈向内凸出的环形凸缘，所述环形凸缘设置于金属极板的另一面所在侧，环形凸缘上沿自身走向设有一圈第三环形凹槽，所述第三环形凹槽的槽口垂直朝向金属极板的另一面设置，所述金属极板另一面上的密封圈设置于第三环形凹槽内。

或，所述封装结构包括第一封装结构和第二封装结构，所述第一封装结构设置于金属极板的边缘上，并通过注塑成型的方式与金属极板的边缘一体化连接，所述第二封装结构设置于膜电极的边缘上，并通过注塑成型的方式与膜电极的边缘一体化连接，所述第一封装结构和第二封装结构上分别设有相配合的卡扣结构。

或，所述金属基板的边缘朝向膜电极弯折，并与膜电极的边缘贴合，所述封装结构通过机械铆接的方式连接金属极板和膜电极的边缘。