一種用于燃料電池電堆裝配的內定位結構的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及燃料電池領域，尤其涉及燃料電池電堆裝配方法。
【背景技術】
[0002]燃料電池是一種通過膜電極上的電催化反應將燃料與氧化劑中的化學能直接高效地轉化為電能的發電裝置。多節燃料電池單池以壓濾機方式疊加裝配在一起形成燃料電池電堆(或稱為“電池組”)。
[0003]燃料電池電堆裝配過程中，通常需要使用定位裝置將電堆內部的膜電極組件(MEA)、密封件、雙極板、以及端板等部件對齊，無相對位移發生，從而形成比較光滑的供反應氣體或冷卻介質流動與分配的公用孔道。若無定位裝置或定位不準確，電堆裝配時各部件容易錯位，導致密封不嚴，電堆出現竄氣、漏氣現象，電堆內部反應氣與冷卻介質分配也不均勻，電堆將無法正常工作。因此燃料電池電堆的好壞，電堆裝配中的定位起關鍵作用。
[0004]燃料電池電堆的定位主要有兩種:內定位和外定位(CN 17255A，CN 1787263A，CN1750303A)。內定位通常使用的是整根定位桿，且桿長大于電堆自身長度，電堆裝配完成后需要將內定位桿取出。另外，初次裝配成功的燃料電池電堆中各單池或其它部件可能沒有達到設計技術指標，或者電堆使用一段時間后某些部件性能衰減、甚至出現故障，需要將整個燃料電池電堆拆解，更換掉質量次的單池或部件，重新裝配。這種反復裝配需要多次插入、取出內定位桿，浪費了寶貴的時間、精力，且反復使用導致內定位桿磨損嚴重，影響下一次使用時的準確定位。
【發明內容】
[0005]本發明旨在克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種用于燃料電池電堆裝配的內定位結構，用于燃料電池各部件在裝配過程中的準確定位，詳細介紹如下:
[0006]—種用于燃料電池電堆裝配的內定位結構，由多個定位節組成。所述定位節一端為凸出結構、另一端凹進結構，凸出結構可完全嵌入凹進結構，多個定位節連接后可構成一段較長的定位桿。
[0007]所述定位節可插入燃料電池電堆定位孔中，其截面形狀與定位孔形狀相同，可以是圓形或多邊形。
[0008]所述定位節長度為I?100mm，優選長度為燃料電池單池厚度。
[0009]所述定位節的凸出結構與凹進結構截面形狀相同，可以是圓形或多邊形。
[0010]所述定位節的凸出結構與凹進結構表面是光滑的、或者帶有相應的螺紋。
[0011]所述定位節材質為高強度非金屬或金屬，使用金屬定位節時應對燃料電池各部件定位孔附近導電部位做絕緣處理，防止各部件通過定位節形成電子通路。
[0012]在使用本發明所述內定位結構進行電堆裝配過程中，可在不少于I個的定位孔中插入定位節，然后再放置燃料電池各部件；電堆裝配完成后，定位節不取出，留在電堆內部；電堆需要維修或更換部件時可在故障部位直接拆開，不需要再次插入定位節。
[0013]需要指出的是，燃料電池電堆在裝配過程中其高度不斷變化:電堆壓緊過程中高度逐漸減小，拆解過程中電堆內部彈性部件所受壓力減小、堆高度逐漸增加，因此需要適當去除或增加內定位節的數量，以不影響電堆正常裝配。
[0014]本發明的優點:
[0015]本發明所述內定位結構安裝、拆卸均比較方便，在燃料電池電堆裝配或維修過程中不需要反復插拔，提高了電堆裝配效率，同時又可減少定位桿的磨損。
【附圖說明】
[0016]圖1實施例中內定位節正視圖；
[0017]圖2實施例中內定位節側視圖；
[0018]圖3實施例中內5個定位節連接結構示意圖；
[0019]圖4實施例中安裝有定位節的燃料電池電堆示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為使熟悉該項技藝人士了解本發明的目的、特征及功效，由下述具體實施例，對本發明詳加說明。
[0021]實施例:
[0022]本實施例中燃料電池電堆共100節，使用了本發明所述的內定位結構。內定位節為聚四氟乙烯材質，長度為單池厚度約5mm，正視圖如圖1所示。定位節為圓柱形，一端為凸起結構，一端為凹進結構，凸起、凹進結構截面均為圓形，圖2即為定位節側視圖。多個定位節互相嵌入連接，構成一個整體，如圖3所示。
[0023]圖4為使用定位節的100節燃料電池電堆(10)結構示意圖。圖4中電堆是由第一、第二端板(la、Ib)、第一、第二集流板(2a、2b)、雙極板3、膜電極組件4、以及定位節5組成。圖4中定位節共兩組，均完全嵌入端板、集流板、雙極板、膜電極組件等電堆部件的定位孔中(定位孔位于各部件對角)，從而使各部件準確定位，無相對移動，保證了燃料電池電堆性能。
[0024]電堆因某部件故障需要拆解時，不需要再額外插入內定位桿，可直接從故障部位打開，如圖4所示，由于內定位節的存在，其它正常電池仍相對保持在原位置，沒有發生錯位，提高了再次裝配成功的機率。
[0025]本發明所述內定位結構安裝、拆卸均比較方便，在燃料電池電堆裝配或維修過程中不需要反復插拔，提高了電堆裝配效率，同時又可減少定位桿的磨損。
【主權項】
1.一種用于燃料電池電堆裝配的內定位結構，其特征在于:由2個以上的定位節組成；所述定位節為柱狀，柱狀的一側端面設有一凸出結構、另一側端面設有一凹進結構，凸出結構可完全嵌入凹進結構中，2個以上的定位節依次串連連接后構成一段長的定位桿。2.根據權利要求1所述的內定位結構，其特征在于:所述定位節在電堆裝配時插入燃料電池電堆定位孔中，其徑向截面形狀與定位孔徑向形狀和大小相同，可以是圓形或多邊形。3.根據權利要求1所述的內定位結構，其特征在于:所述定位節軸向長度為I?10mm,優選長度為燃料電池單電池厚度。4.根據權利要求1、2或3所述的內定位結構，其特征在于:所述定位節的凸出結構與凹進結構徑向截面形狀和大小相同，可以是圓形或多邊形。5.根據權利要求1所述的內定位結構，其特征在于:所述定位節的凸出結構外表面與凹進結構內表面是光滑的表面、或者帶有相應的螺紋表面。6.根據權利要求1所述的內定位結構，其特征在于:所述定位節材質為高強度非金屬或金屬；使用金屬定位節時，應對燃料電池各部件定位孔附近導電部位做絕緣處理，防止各部件通過定位節形成電子通路。7.根據權利要求1所述的內定位結構，其特征在于:所述凸出結構和凹進結構處于柱狀二側端面的相對應位置處。
【專利摘要】本發明涉及一種用于燃料電池電堆裝配的內定位結構，用于電堆裝配過程中各部件的準確定位。本發明所述內定位結構安裝、拆卸均比較方便，在燃料電池電堆裝配或維修過程中不需要反復插拔，提高了電堆裝配效率，同時又可減少定位桿的磨損。
【IPC分類】H01M8/00, H01M2/10
【公開號】CN105655609
【申請號】
【發明人】耿江濤, 陳中巖, 洪有陸, 侯明, 邵志剛
【申請人】中國科學院大連化學物理研究所
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月26日