[发明专利]用于燃料电池的金属极板

说明书

本发明提供一种用于燃料电池的金属极板，其中所述金属极板设有外密封槽和内密封槽，所述外密封槽和所述内密封槽内均能够设置密封件或形成密封结构，从而能够构成嵌套式的复合密封，增强了密封的可靠性，减少了泄漏风险,同时相对于传统的单一线性密封来说：此密封方式密封件的接触面积更大，在密封状态下的稳定性更好，对后续的电堆装配更有利，它能够减小电堆装配力带来的位移应力。使密封件在装配应力下受力更加均均衡和平稳。从而使金属极板与膜电极接触更加均匀和稳定,减少电堆内部的接触电阻。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池的金属极板。

背景技术

燃料电池是一种将燃料(氢气)和氧化剂(氧气)中的化学能通过电化学反应转化成电能的发电装置。由于其不受“卡诺循环”的限制，因此能量转换效率要显著高出普通热机。除此之外，燃料电池还具有无污染、噪声低、可靠性高等优点，在汽车、航天以及固定、便携式发电设备等领域具有十分广阔的市场前景。

燃料电池电堆由若干单电池堆叠而成，其中所述单电池包括阴极板、阳极板和密封于所述阴极板和所述阳极板之间的膜电极组件。所述阴极板与所述膜电极组件之间形成阴极流场，其中氧化剂(氧气或含有氧气的气体，如空气)均匀地流动在所述阴极流场中并参与电化学反应，相应地，所述阳极板与所述膜电极组件之间形成阳极流场，其中燃料(氢气或含有氢气的气体)均匀地流动在所述阳极流场中并参与电化学反应。为了确保燃料电池能够正常工作，所述阴极流场和所述阳极流场均应当相对于外界环境密封，以防止氧化剂和燃料泄漏致外界。另外，氧化剂的进出口，燃料的进出口和冷却液的进出口均应当在所述阴、阳极板与所述膜电极组件之间被密封，以防止氧化剂、燃料和冷却液自其进出口处泄露。换句话说，所述极板(阴极板和阳极板)与所述膜电极组件之间应当围绕流场和各个进出口进行有效密封。

现有的用于燃料电池的双极板大多由单圈的密封件进行密封，密封件与膜电极之间是单一的线性接触；其密封可靠性较差，在组装燃料电池电堆时，相邻密封件之间容易因组装力挤压造成蠕动，密封件也容易因组装力的不均匀导致压缩量不一至,从而形成”香蕉堆”(电堆成月牙形)重则会导致电堆串气或泄露.轻则影响金属极板与膜电极组件之间的接触,导致气体扩散不均匀,催化反应不足,内部接触电阻增加,电堆发电效率低下等。

发明内容

本发明的主要优势在于提供一种用于燃料电池的金属极板，其中所述金属极板设有外密封槽和内密封槽，所述外密封槽和所述内密封槽内均能够设置密封件或形成密封结构，从而能够构成嵌套式的复合密封，增强了密封的可靠性，减少了泄漏风险,同时相对于传统的单一线性密封来说：此密封方式密封件的接触面积更大，在密封状态下的稳定性更好，对后续的电堆装配更有利，它能够减小电堆装配力带来的位移应力。使密封件在装配应力下受力更加均均衡和平稳。从而使金属极板与膜电极接触更加均匀和稳定,减少电堆内部的接触电阻。

本发明的另一优势在于提供一种用于燃料电池的金属极板，其中所述外密封槽和所述内密封槽之间设有连通通道，所述连通通道将所述外密封槽和所述内密封槽连通，从而在采用注胶工艺使密封件成型于所述外密封槽和所述内密封槽内时，流体密封剂能够经过所述连通通道从所述外密封槽流动至所述内密封槽，或者从所述内密封槽流动至所述外密封槽，进而便于所述流体密封剂均匀且充分地填充在所述外密封槽和所述内密封槽内，使得所述密封件能够在一次注胶过程中同时成型在所述外密封槽和所述内密封槽内。

为了实现本发明上述至少一个目的或优势，本发明提供一种用于燃料电池的金属极板，包括：