專利名稱：一種質(zhì)子交換膜燃料電池用的雙極板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種質(zhì)子交換膜燃料電池用的雙極板結(jié)構(gòu)，更確切地說是可以根據(jù)需要通過模壓或沖壓方法制作成多種形狀的流場板結(jié)構(gòu)。屬于燃料電池領(lǐng)域。
本發(fā)明提供的一種質(zhì)子交換膜燃料電池的雙極板結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)主要部分組成流場板和密封板條。流場板由三個(gè)層面構(gòu)成，中間為普通導(dǎo)電金屬板(網(wǎng))，上下兩層為可塑性強(qiáng)的柔性石墨層，可以根據(jù)需要通過模壓或者沖壓制作成多種形狀的流場結(jié)構(gòu)，如條狀流場、蛇型流場和點(diǎn)狀流場等。為了嚴(yán)格保證氣密性，防止竄氣，在極板邊緣非電化學(xué)活性部分開有溝槽；同時(shí)在加工時(shí)使流場板邊緣中心到凹凸槽頂端和底端的高度相等，并保證密封橡膠高度合適，以便密封后質(zhì)子交換膜非活性部分和活性部分處在同一平面上，達(dá)到完全可靠密封的目的。
本發(fā)明的一個(gè)積極效果是，使用簡單的機(jī)械加工就可以獲得多種形狀的流場板，并且加工容易，材料和制造成本都很低。也即用可塑性的柔性石墨和導(dǎo)電的普通金屬板(網(wǎng))通過簡單的機(jī)械加工而獲得加工容易、造價(jià)低廉的質(zhì)子交換膜電池用的雙極板。
圖2是使用模壓方式獲得的蛇型流道結(jié)構(gòu)雙極板結(jié)構(gòu)示意圖。
其中圖2-1是蛇形流道結(jié)板；圖2-2是雙極板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-3是流道板的三個(gè)層面和溝槽剖面圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1將金屬薄板1和柔性石墨薄板2通過沖壓的方式得到條狀流道雙極板(參見附

圖1，圖中只畫出了完整雙極板結(jié)構(gòu)的一半)。為了嚴(yán)格保證氣密性，防止竄氣，加工時(shí)，在極板邊緣非電化學(xué)活性部分開有溝槽3，供絕緣橡膠板條密封三合一組件使用。同時(shí)在加工時(shí)使流場板邊緣中心到凹凸槽頂端和底端的高度相等，并保證密封橡膠高度合適，以便密封后質(zhì)子交換膜非活性部分和活性部分能處在同一個(gè)平面上，達(dá)到完全可靠密封的目的。
本實(shí)施例制造的雙極板可以作為多單體串/并聯(lián)質(zhì)子交換膜電池的雙極板，也可以用于一個(gè)單體電池中，只不過在后一種結(jié)構(gòu)中，不需要在極板下端加工安裝絕緣橡膠板條的溝槽。
實(shí)施例2將金屬薄板1和柔性石墨薄板2通過模壓的方式得到蛇型流道雙極板(參見附圖2)。為了嚴(yán)格保證氣密性，防止竄氣，加工時(shí)，在極板邊緣非電化學(xué)活性部分開有溝槽3，供絕緣橡膠墊圈密封三合一組件使用。同時(shí)在加工時(shí)使流場板邊緣中心到凹凸槽頂端和底端的高度相等，并保證密封橡膠高度合適，以便密封后質(zhì)子交換膜非活性部分和活性部分能處在同一個(gè)平面上，達(dá)到完全可靠密封的目的。
本實(shí)施例制造的雙極板可以用于鈕扣式質(zhì)子交換膜燃料電池作雙極板，圖中雙極板為在單體電池結(jié)構(gòu)使用的情形，也可以在多單體串/并聯(lián)電池結(jié)構(gòu)中使用。不同之處在于，后一種情況需要在加工時(shí)使流場板邊緣中心到凹凸槽頂端和底端的高度相等，并保證密封橡膠高度合適，以便密封后質(zhì)子交換膜非活性部分和活性部分能處在同一個(gè)平面上，達(dá)到完全可靠密封的目的。
權(quán)利要求1.一種質(zhì)子交換膜燃料電池用的雙極板結(jié)構(gòu)，其特征在于(1)它由流場板和密封板條組成；(2)流場板由三個(gè)層面構(gòu)成；(3)在極板邊緣非電化學(xué)活性部分開有溝槽，流場板邊緣中心到凹凸槽底端和頂端的高度相等，使密封后非活性部分和活性部分處在同一平面上。
2.按權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池用的雙極板結(jié)構(gòu)，其特征在于組成流場板的三個(gè)層面是中間為普通導(dǎo)電金屬板或金屬網(wǎng)，上、下兩層為可塑性強(qiáng)的柔性石墨層。
3.按權(quán)利要求1或2所述的質(zhì)子交換膜燃料電池用的雙極板結(jié)構(gòu)，其特征在于流場板或?yàn)闂l狀或?yàn)樯咝位驗(yàn)辄c(diǎn)狀流場。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種質(zhì)子交換膜燃料電池用的雙極板結(jié)構(gòu)。其特征在于電流場板和密封板條；流場板由三個(gè)層面構(gòu)成。在極板邊緣中心到凹凸槽頂端和底端的高度相等，密封橡膠高度合適，以便密封后質(zhì)子交換膜非活性部分和活性部分能處在同一個(gè)平面上?？梢愿鶕?jù)需要通過模壓或沖壓制成條狀流場、蛇形流場和點(diǎn)狀流場中一種。可塑性的柔性石墨和導(dǎo)電的普通金屬網(wǎng)(板)通過簡單的機(jī)械加工而獲得加工容易、造價(jià)低廉的雙極板。
文檔編號H01M4/86GK2552171SQ0221802
公開日2003年5月21日 申請日期2002年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者夏保佳, 張熙貴, 欽佩, 李志林, 吳鑄, 楊軍 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所