一種適用于扁平密封槽的雙極板密封結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型質子交換膜燃料電池領域，尤其涉及質子交換膜燃料電池雙極板密封結構。
【背景技術】
[0002]現有技術的燃料電池雙極板與膜電極之間的密封主要通過膠線密封實現，包括線密封和面密封兩種。線密封是將膠線置于密封槽內，為防止膠線溢出或錯位，通常采用膠粘接(將膠線粘在雙極板的密封槽上，或粘在膜電極邊框上，或兩者兼具)或在膠線槽沿線預留膠線溢出的空間；面密封是用密封片在雙極板的密封區密封。現有技術的不足是:線密封由于粘接是用粘接力將膠線束縛，造成應力較為集中，導致膜電極邊框形變，進而造成膜電極物理結構失效；而且對粘接力和操作精度要求較高，實際密封效果難以保證；預留空間式線密封在膠線溢出到預留空間時，膠線在膜電極兩側會發生錯位，導致該處密封能力下降，同時也會對膜電極邊框形成剪切進而造成膜電極物理結構失效；面密封時密封片與極板間的結合力或者是摩擦力不夠，密封可靠性難以保障。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是開發一種適用于扁平密封槽的雙極板密封結構，克服現有技術的不足。
[0004]本實用新型采取的技術方案是:一種適用于扁平密封槽的雙極板密封結構，包括雙極板、膜電極邊框和密封膠線，雙極板上設有密封槽，密封膠線置于密封槽內，膜電極邊框置于密封膠線上，其特征在于:所述雙極板上的密封槽底是平面，密封槽的兩邊是凸起的雙極板密封槽內沿和雙極板密封槽外沿；所述密封膠線伸出雙極板密封槽外沿，密封膠線位于密封槽內部分的橫斷面呈波紋狀，密封膠線位于伸出雙極板密封槽外沿部分的橫斷面為凹槽狀，凹槽底部是平板，端部外側與雙極板及膜電極邊框外沿平齊。
[0005]本實用新型所述一種適用于扁平密封槽的雙極板密封結構，其特征在于:所述密封膠線伸出雙極板密封槽外沿部分的凹槽底部平板的厚度為膜電極中心高出邊框的高度差的I?3倍；密封膠線在密封槽內的體積占該處密封槽截面積的60%?100%;密封膠線在密封槽內波紋的波峰數量為2?4個。
[0006]本實用新型所述一種適用于扁平密封槽的雙極板密封結構，其特征在于:所述密封膠線為丁腈橡膠、氯丁橡膠、氯基橡膠、氟橡膠、氯醚橡膠、硅橡膠、工程塑料、陶瓷、石墨或石墨復合材料制成。
[0007]有益效果是:
[0008]1、密封膠線上的凹槽與雙極板密封槽外沿凸起配合，起到相互限位的作用；在電堆組裝和運行過程中，密封膠線凹槽處和在雙極板密封槽內處的同時受力。這兩方面作用都使電堆具有穩定可靠的密封性能；密封膠線在密封槽內呈波紋狀結構，呈多級密封，并有利于在保證填充率的同時提升膠線高度，更有效提升密封效果；
[0009]2、在各節雙極板間形成有效限位，有助于防止單池過壓，進而保證電堆多節間的一致性；
[0010]3、密封槽外沿凸起處與密封膠線凹槽處容易對正，方便膠線放置，提高操作效率;
[0011]4、膠線用材廣泛，易于獲取，可根據性能或成本需要進行選取；
[0012]5、密封膠線受壓后外緣凸出電堆外側，可以防止金屬雙極板間短路，保證電堆的絕緣性；密封膠線受壓后外緣凸出電堆外側，可以防止外界沖擊振動直接作用于電堆本體，起到緩沖減震的作用。
【附圖說明】
[0013]圖1是未加壓狀態下具有2個波峰的密封結構切面示意圖。
[0014]圖2是未加壓狀態下具有3個波峰的密封結構切面示意圖。
[0015]圖中，1.膜電極邊框；2.雙極板；3.雙極板密封槽；4.雙極板密封槽外沿；5.雙極板外沿；6.密封膠線。
【具體實施方式】
[0016]以下結合實施例對本發明作進一步說明。
[0017]適用于扁平密封槽的雙極板密封結構，包括雙極板2、膜電極邊框I和密封膠線6，雙極板2上設有密封槽3，密封膠線6置于密封槽3內，膜電極邊框I置于密封膠線6上，雙極板2上的密封槽3底是平面，密封槽3的兩邊是凸起的雙極板密封槽內沿和雙極板密封槽外沿4 ;密封膠線6伸出雙極板密封槽外沿4，密封膠線6位于密封槽內部分的橫斷面呈波紋狀，密封膠線6位于伸出雙極板密封槽外沿部分的橫斷面為凹槽狀，凹槽底部是平板，端部外側與雙極板2及膜電極邊框I外沿平齊。
[0018]實施例1:
[0019]質子交換膜燃料薄雙極板由0.2mm厚的304SS不銹鋼制成，密封膠線凹槽處厚度為膜電極中心高出邊框高度差的I倍；密封膠線在密封槽內的體積占該處密封槽總截面積的80%，此處密封膠線有兩個波峰；密封膠線外沿與雙極板及膜電極邊框外沿平齊，密封膠線與膜電極邊框接觸的面為平面；膠線用材為硅橡膠。
[0020]實施例2:
[0021]質子交換膜燃料薄雙極板由0.1mm厚鈦合金制成，密封膠線凹槽處厚度為膜電極中心高出邊框高度差的2倍；密封膠線在密封槽內的體積占該處密封槽總截面積的100%，此處密封膠線有四個波峰；密封膠線外沿與雙極板及膜電極邊框外沿平齊，密封膠線與膜電極邊框接觸的面為平面；膠線用材為硅橡膠。
【主權項】
1.一種適用于扁平密封槽的雙極板密封結構，包括雙極板(2)、膜電極邊框(I)和密封膠線出)，雙極板(2)上設有密封槽(3)，密封膠線(6)置于密封槽(3)內，膜電極邊框(I)置于密封膠線(6)上，其特征在于:所述雙極板(2)上的密封槽(3)底是平面，密封槽(3)的兩邊是凸起的雙極板密封槽內沿和雙極板密封槽外沿(4);所述密封膠線(6)伸出雙極板密封槽外沿(4)，密封膠線(6)位于密封槽內部分的橫斷面呈波紋狀，密封膠線(6)位于伸出雙極板密封槽外沿(4)部分的橫斷面為凹槽狀，凹槽底部是平板，端部外側與雙極板(2)及膜電極邊框(I)外沿平齊。
2.根據權利要求1所述一種適用于扁平密封槽的雙極板密封結構，其特征在于:所述密封膠線(6)伸出雙極板密封槽外沿(4)部分的凹槽底部平板的厚度為膜電極中心高出膜電極邊框的高度差的I?3倍；密封膠線(6)在密封槽內的體積占該處密封槽(3)截面積的60%?100% ;密封膠線(6)在密封槽(3)內波紋的波峰數量為2?4個。
3.根據權利要求2所述一種適用于扁平密封槽的雙極板密封結構，其特征在于:所述密封膠線(6)為丁腈橡膠、氯丁橡膠、氯基橡膠、氟橡膠、氯醚橡膠、硅橡膠、工程塑料、陶瓷、石墨或石墨復合材料制成。
【專利摘要】一種適用于扁平密封槽的雙極板密封結構，包括雙極板、膜電極邊框和密封膠線，雙極板上設有密封膠線槽，密封膠線槽底是平面，密封膠線槽的兩邊是凸起的內沿和外沿；密封膠線伸出密封膠線槽的外沿，密封膠線位于密封膠線槽內部分的橫斷面呈波紋狀，密封膠線位于伸出密封膠線槽外沿部分的橫斷面為凹槽狀，凹槽底部是平板，端部外側與雙極板及膜電極邊框外沿平齊。有益效果是：密封膠線與密封膠線槽之間有相互限位作用，可防止單池過壓，保持多節間的一致性；密封性能穩定可靠；波紋狀結構密封膠線可呈多級密封，在保證填充率的同時提升膠線高度；密封膠線放置方便，操作效率高；防止金屬雙極板間短路，并有緩沖減震的作用。
【IPC分類】H01M8-02
【公開號】CN204333121
【申請號】CN201420823561
【發明人】梁棟, 侯中軍, 付宇
【申請人】新源動力股份有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月22日