[实用新型]单电池一体化紧固结构及燃料电池

说明书

本实用新型提供了一种单电池一体化紧固结构及燃料电池，涉及燃料电池的技术领域。单电池一体化紧固结构包括膜电极、阳极板、阴极板和可伸缩的插扣；膜电极设置在阳极板和阴极板两者之间；膜电极、阳极板和阴极板三者上均开设有供插扣插入的通孔；插扣的插接部能够穿过膜电极、阳极板和阴极板三者上的通孔，并将膜电极、阳极板和阴极板三者连接紧固在一起。燃料电池包括多个单电池一体化紧固结构。达到了提高性能和使用寿命的技术效果。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及单电池一体化紧固结构及燃料电池。

背景技术

燃料电池(FC)是电化学以相对高效率转换燃料氧化产生能量的装置，具有高效转化、低污染物排放和高功率密度等特点。由于电流输出有限，质子交换膜燃料电池(PEMFC)单电池很难满足实际应用需求，实际的PEMFC产品几乎都是许多单电池封装在一起形成的大型电堆结构(以下简称为电堆)，其中每一个单电池性能的好坏直接影响到整个电堆的性能的发挥，所以为了提升整个PEMFC电堆的寿命,从根本上需要防止电堆性能或寿命“短板”的出现,增强电堆内单体电池之间的性能一致性,即电压均衡性。

电堆主要由双极板(Bipolar Plate,BP)、膜电极组件(Membrane ElectrodeAssembly,MEA)、端板(End Plate)、紧固件和密封元件等组成。双极板支撑整个电池骨架，并起到分配反应气体、收集电流、串联各电池等作用。膜电组件(MEA)是质子交换膜(PEM)燃料电池堆的心脏，组件包括标准的五层MEA:两个气体扩散层(GDL)，PEM，以及阳极和阴极电催化剂层，此外，还有另外两个密封层，阳极层和阴极层。组装技术是燃料电池堆开发的关键技术之一,很多情况下电池单片组装成电池堆后,单片平均性能要低于装堆前的性能,其中组装对电池堆的性能影响很大，一旦组装电堆时由于定位及紧固方式精度不够发生错位，就会使碳纸侵入流道，发生堵水问题，不但会影响单片电池的性能，进而直接影响电堆寿命。

因此，提供一种提高电池性能和使用寿命的单电池一体化紧固结构及燃料电池成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单电池一体化紧固结构及燃料电池，以缓解现有技术中紧固方式对电池性能和寿命造成不良影响的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种单电池一体化紧固结构，包括膜电极、阳极板、阴极板和可伸缩的插扣；

所述膜电极设置在所述阳极板和所述阴极板两者之间；

所述膜电极、所述阳极板和所述阴极板三者上均开设有供所述插扣插入的通孔；

所述插扣的插接部能够穿过所述膜电极、所述阳极板和所述阴极板三者上的所述通孔，并将所述膜电极、所述阳极板和所述阴极板三者连接紧固在一起。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述插扣包括插扣骨架、所述插接部和用于多个所述插扣相互连接的连接部；

所述插接部和所述连接部两者固定设置在插扣骨架上；

所述插扣骨架的直径大于所述通孔的直径；

所述插扣骨架的两侧均设置有所述连接部。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述插接部包括多个第一外卡扣；

多个所述第一外卡扣设置在所述插扣骨架的边缘处，且所述插扣骨架的边缘处设置有与所述第一外卡扣配合的限位台。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述限位台与所述第一外卡扣的卡点之间的距离等于所述膜电极、所述阳极板和所述阴极板三者的厚度。