專利名稱：燃料電池組用端板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池組用端板及其制造方法。更具體地，本 發(fā)明涉及一種燃料電池組用端板及其制造方法，其中所述端板和制造 方法可通過使用具有組合有蜂窩結(jié)構(gòu)和泡沫的混合芯的夾層結(jié)構(gòu)端 板，來提高每單位重量的抗撓剛度、斷裂應(yīng)力，并減少熱傳遞。
背景技術(shù)：
聚合物電解質(zhì)膜燃料電池或質(zhì)子交換膜燃料電池("PEMFC")通 過氫氧電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電。與其它類型燃料電池相比，PEMFC效率 更高、電流和輸出密度更大、起動時間更短且對負(fù)載變化響應(yīng)更快。
膜電極組件("MEA")位于燃料電池單元的最內(nèi)部。MEA傳統(tǒng)上 包括氫質(zhì)子通過的固體聚合物膜層、以及涂于膜層兩面以使氫氧反應(yīng) 的催化劑層。催化劑層包括陰極和陽極。
氣體擴(kuò)散層("GDL")和墊圈優(yōu)選置于陰極和陽極所在膜的最外 部。具有流場的隔板位于GDL外側(cè)以提供燃料并排水。端板結(jié)合于最 外部以支撐上述元件。
因此，在燃料電池的陽極處，氫離子和電子通過氫的氧化生成。 生成的氫離子和電子分別通過膜層和隔板移至陰極。
陰極處通過來自陽極的氫離子和電子與空氣中所含的氧發(fā)生電化 學(xué)反應(yīng)而生成水。電能從該電子流中產(chǎn)生。
在燃料電池組中，端板用于支撐部件，同時保持均勻的表面壓力 施于各部件上。另外，端板用于使熱損失最小化并在短期內(nèi)穩(wěn)定燃料 電池組內(nèi)的溫度，使得燃料電池具有相當(dāng)?shù)睦淦饎有?。保持電池組內(nèi)各部件上表面壓力均勻?qū)τ诜乐闺姵亟M內(nèi)液體泄漏 以及防止電池間電接觸電阻增加非常重要。
另外，端板的導(dǎo)熱性較小有利于防止電池組的熱損失，并保持電 池組溫度恒定。
傳統(tǒng)端板包括不銹鋼以保持表面壓力均勻。但是由于由不銹鋼制 成的端板的重量超過7至8千克，操作端板變得困難。另外，由于金 屬不適于熱絕緣，損害了冷起動性能。
因此，已研究了與燃料電池組隔板相接觸的端板在如下方面的性 能材料、設(shè)計(jì)和使端板重量適當(dāng)?shù)剌^輕且具有適當(dāng)抗撓剛度和適當(dāng) 低導(dǎo)熱性以有助于冷起動的制造工藝。
因此，已描述了一種具有夾層結(jié)構(gòu)的端板，并且制造具夾層結(jié)構(gòu) 的端板的芯元件的方法包括適當(dāng)?shù)厥古菽蛎浿练涓C結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)以抵 抗壓力和沖擊。
在該背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明的背景技 術(shù)的理解，并因此其可包含不形成對于本國家的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 己知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明涉及一種燃料電池組用端板，其包括具有蜂窩 結(jié)構(gòu)的芯元件，該蜂窩結(jié)構(gòu)包括填充有泡沫的一個或多個隔室；以及 附于該芯元件同時覆蓋該芯元件的板元件，其中填充于蜂窩結(jié)構(gòu)隔室 內(nèi)的泡沫是膨脹泡沫或閉孔泡沫。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，泡沫進(jìn)一步配有熱絕緣裝置。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，熱絕緣裝置包括適當(dāng)?shù)赝糠蟛⒐袒诜?窩結(jié)構(gòu)或泡沫外表面的熱塑性樹脂。
在又一優(yōu)選實(shí)施方式中，熱絕緣裝置包括優(yōu)選在蜂窩結(jié)構(gòu)各隔室 內(nèi)的泡沫發(fā)泡的同時注入泡沫內(nèi)的二氧化碳。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，蜂窩結(jié)構(gòu)的隔室填充有上部閉孔泡沫和 下部閉孔泡沫，其中熱絕緣裝置優(yōu)選包括二氧化碳?xì)怏w層或氣凝膠片， 該熱絕緣裝置介于上部閉孔泡沫與下部閉孔泡沫之間。
在又一優(yōu)選實(shí)施方式中，熱絕緣裝置包括適當(dāng)形成于蜂窩結(jié)構(gòu)各隔室壁的多個滲透孔、通過該孔設(shè)置在蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)的填充泡沫上的真 空提供裝置、以及通過加熱適當(dāng)熔化以填入孔內(nèi)的熱塑性材料。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種制造燃料電池組用端板的方法， 包括以下步驟在基本為盒形且具有上開口的盒型元件內(nèi)安裝蜂窩結(jié) 構(gòu)；將膨脹泡沫材料放置于蜂窩結(jié)構(gòu)上；以及強(qiáng)制插入膨脹泡沫材料 至蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括在蜂窩結(jié)構(gòu)或泡沫上涂敷 樹脂并適當(dāng)固化樹脂的步驟。
在又一方面，本發(fā)明提供了一種制造燃料電池組用端板的方法， 包括以下步驟將泡沫材料置于蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)；使泡沫材料膨 脹使得各隔室填充有膨脹泡沫；以及在泡沫材料膨脹時將二氧化碳注
入泡沫材料內(nèi)。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種制造燃料電池組用端板的方法，
包括以下步驟在基本為盒形且具有上開口的盒型元件內(nèi)安裝蜂窩結(jié) 構(gòu)；將下部閉孔泡沫強(qiáng)制插入到蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)；在下部閉孔泡 沫上提供熱絕緣層，該絕緣層優(yōu)選為二氧化碳?xì)怏w層或氣凝膠片；以 及將上部閉孔泡沫強(qiáng)制插入到蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)。
在又一方面，本發(fā)明提供了一種制造燃料電池組用端板的方法， 包括以下步驟制備在其各隔室壁上形成有多個滲透孔的蜂窩結(jié)構(gòu)， 該蜂窩結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于位于拐角的隔室壁上的熱塑性材料；將膨脹泡 沫置于蜂窩結(jié)構(gòu)上；通過將膨脹泡沫材料強(qiáng)制插入到蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔 室內(nèi)形成芯元件；將板元件粘附于芯元件的上下表面；以及真空包裝 芯元件以在蜂窩結(jié)構(gòu)的泡沫內(nèi)適當(dāng)產(chǎn)生真空。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括加熱真空包裝的芯元件以 適當(dāng)熔化熱塑性材料并填充蜂窩結(jié)構(gòu)的滲透孔的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，可通過適當(dāng)按壓一致放置的蜂窩結(jié)構(gòu)和泡沫以將泡 沫插入至蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)，或適當(dāng)使蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)的泡沫膨脹，輕易地制造 端板的芯元件。端板優(yōu)選作為夾層混合材料應(yīng)用，以在結(jié)合至燃料電 池組時減輕重量并獲得適當(dāng)?shù)乜箵蟿偠?。因此，保持電池組的表面壓 力均勻。
另外，將附加的熱絕緣裝置應(yīng)用于蜂窩結(jié)構(gòu)或泡沫以改善熱絕緣，從而使得燃料電池組即使在冷起動時也運(yùn)行良好。因此，適當(dāng)?shù)靥岣?了燃料電池的效率。
可以理解，本文所使用的術(shù)語"車輛"或"車輛的"或其它類似 術(shù)語一般包括機(jī)動車，例如載客汽車，包括運(yùn)動型多功能車(SUV)、 公共汽車、卡車、各種商用車，包括各種船和艇的水運(yùn)工具，飛機(jī)， 等等，且包括混合動力車、電動力車、插入式混合電動力車、氫燃料 動力車和其它替代燃料車輛(例如從石油以外來源獲得的燃料)。
如本文所述，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如 汽油動力和電動力。
本發(fā)明的上述特性和優(yōu)點(diǎn)將從附圖和以下詳細(xì)說明中變得明顯或 在其中更詳細(xì)地說明，附圖結(jié)合在此說明書中并且形成此說明書的一 部分，與以下詳細(xì)說明一起被用作通過實(shí)施例說明本發(fā)明的原理。


本發(fā)明的上述和其它特性將參考其某些示例性的實(shí)施方式詳細(xì)說 明，該實(shí)施方式由附圖舉例說明，下文提供的附圖僅僅出于舉例說明 的目的，因此不是對本發(fā)明的限制，其中
圖1A和1B是示出本發(fā)明的燃料電池組用端板的縱向剖視圖和橫 向剖視圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的端板的制造方法的示意圖； 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的端板的制造方法的示意圖； 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的端板的制造方法的示意圖； 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的端板的制造方法的示意圖； 圖6和7是呈現(xiàn)蜂窩結(jié)構(gòu)泡沫芯元件的物理特性的示圖。 附圖中所列的參照數(shù)字包括下文進(jìn)一步討論的下列元件 10:板元件 12:盒型元件
20:芯元件
21:蜂窩結(jié)構(gòu) 22:泡沫
23:隔室空間
24:熱絕緣層(二氧化碳層或氣凝膠片) 26:孔 28:熱塑性材料
830:真空袋 40:粘合劑
應(yīng)該理解的是，附圖不必然呈比例，而只是表示用于說明本發(fā)明 的基本原理的各種優(yōu)選特征的簡化表示。包括例如特定尺寸、方向、 位置和形狀的本文所公開的本發(fā)明的特定設(shè)計(jì)特征，將通過特定應(yīng)用 和使用環(huán)境被部分地確定。
附圖中，在整個附圖中參照數(shù)字指代本發(fā)明的相同或等效部件。
具體實(shí)施例方式
如本文所述，本發(fā)明包括一種燃料電池組用端板，其包括具有蜂 窩結(jié)構(gòu)的芯元件，該蜂窩結(jié)構(gòu)包括填充有泡沫的一個或多個隔室；以 及附于芯元件的板元件。在優(yōu)選實(shí)施方式中，板元件附于芯元件，同 時覆蓋芯元件。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，填充于蜂窩結(jié)構(gòu)隔室內(nèi) 的泡沫是膨脹泡沫或閉孔泡沫。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，泡沫進(jìn)一步 配有熱絕緣裝置。
本發(fā)明還包括一種制造燃料電池組用端板的方法，包括如下步驟 形成具有以泡沫填充的蜂窩結(jié)構(gòu)的芯元件；以及將板元件粘附至芯元 件以封閉芯元件的全部或局部表面。
在該方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，形成具有以泡沫填充的蜂窩結(jié)構(gòu)的 芯元件進(jìn)一步包括，將膨脹泡沫材料置于蜂窩結(jié)構(gòu)上并將泡沫材料強(qiáng) 制插入至蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)，或使蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)的泡沫材料 膨脹。
下文將詳細(xì)參照本發(fā)明的各個實(shí)施方式，其實(shí)施例在附圖中圖示 并在下文描述。盡管將結(jié)合示例性的實(shí)施方式說明本發(fā)明，應(yīng)理解， 本說明書不是要將本發(fā)明限制到這些示例性的實(shí)施方式。相反，本發(fā) 明不僅要涵蓋這些示例性的實(shí)施方式，還有涵蓋各種選擇、修改、等 效物及其它實(shí)施方式，它們包含在所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精 神和范圍內(nèi)。
圖1A和1B是示出本發(fā)明的燃料電池組用端板的示例性的縱向剖 視圖和橫向剖視圖。
在特定實(shí)施方式中，本發(fā)明的端板優(yōu)選制成具有芯元件20和適當(dāng) 地置于芯元件20上部和下部的板元件10的夾層結(jié)構(gòu)。芯元件20優(yōu)選由峰窩結(jié)構(gòu)21和泡沫22組成。
在特定實(shí)施方式中，端板的板元件io可優(yōu)選包括金屬材料、具填
料的復(fù)合材料、纖維強(qiáng)化復(fù)合材料、聚合物材料等。
在其它實(shí)施方式中，芯元件20優(yōu)選包括蜂窩結(jié)構(gòu)21和泡沫22， 且蜂窩結(jié)構(gòu)21可適當(dāng)包括，但不限于鋁蜂窩結(jié)構(gòu)、玻璃纖維蜂窩結(jié)構(gòu)、 各種塑料蜂窩結(jié)構(gòu)等。泡沫22可優(yōu)選包括低導(dǎo)熱性材料，例如但不限 于聚氯乙烯("PVC")、聚對苯二甲酸乙二醇酯("PET")、聚苯乙烯 ("PS")、聚氨酯("PU")等。
板元件10和芯元件20優(yōu)選通過粘合于板元件10和芯元件20之 間的邊界表面的粘合劑40而適當(dāng)?shù)卣掣健?br> 如圖6和7所示，僅由蜂窩結(jié)構(gòu)組成的端板顯示優(yōu)越的抗撓剛度， 另一方面，僅由泡沫材料組成的端板顯示優(yōu)越的斷裂應(yīng)力。因此，根 據(jù)本發(fā)明的、結(jié)合有蜂窩結(jié)構(gòu)和泡沫材料的端板，具有抗撓剛度與斷 裂應(yīng)力良好平衡的物理性能。
在根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選的實(shí)施方式的端板的制造方法中，芯元件 通過壓嵌法適當(dāng)?shù)刂圃臁?br> 在一個實(shí)施方式中，具有夾層結(jié)構(gòu)的端板，優(yōu)選包括芯元件和粘 附于芯元件兩表面的板元件，按下述方法適當(dāng)?shù)刂圃臁?br> 圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的制造端板的示例性方法的示 意圖。
在示例性實(shí)施方式中，芯元件20優(yōu)選具有蜂窩結(jié)構(gòu)21和泡沫22 的組合結(jié)構(gòu)。蜂窩結(jié)構(gòu)21優(yōu)選形成多個隔室結(jié)構(gòu)。在特定實(shí)施方式中， 隔室結(jié)構(gòu)優(yōu)選包括薄板，且以基本六角形的形狀基本沿垂直方向延伸。 蜂窩結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)高的壓縮抗力，且泡沫是具有相當(dāng)?shù)兔芏鹊倪m當(dāng)材 料。優(yōu)選通過利用蜂窩結(jié)構(gòu)和泡沬的這些特征，可輕易地將泡沫插入 至蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)。在特定實(shí)施方式中，在適當(dāng)?shù)貙⒓s40至50 kg/m3的低密度膨脹泡沫22材料放置于固定于具有上開口的盒型元件 12內(nèi)的蜂窩結(jié)構(gòu)21上后，通過使用壓機(jī)(未示出)適當(dāng)?shù)匕磯号菽?22材料，可以容易地將泡沫材料插入至蜂窩結(jié)構(gòu)21的各隔室空間23 內(nèi)。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，優(yōu)選通過在獨(dú)立制造并適當(dāng)放置蜂窩結(jié)構(gòu)21和泡沫22后按壓泡沫材料，制造具有結(jié)合了蜂窩結(jié)構(gòu)和泡沫的夾層結(jié) 構(gòu)的芯元件。
在示例性實(shí)施方式中，板元件10優(yōu)選通過芯元件20的上表面的 粘合劑40粘著，泡沫22可適當(dāng)插入各隔室空間23內(nèi)。端板形成為整 個芯元件20由板元件10和盒型元件12適當(dāng)?shù)匕鼑６税鍍?yōu)選形成有 蜂窩結(jié)構(gòu)21和泡沫22，使得其重量小，且具導(dǎo)熱性。因此，該端板改 善冷起動，且該端板具有適當(dāng)?shù)目箵蟿偠取?br> 在優(yōu)選實(shí)施方式中，為提高沿板方向以及沿芯元件20厚度方向的 剛度，泡沫22或蜂窩結(jié)構(gòu)21材料優(yōu)選浸于樹脂中，且泡沫22和蜂窩 結(jié)構(gòu)21優(yōu)選插入各隔室空間23內(nèi)，例如，通過如上所述的按壓，并 適當(dāng)?shù)厥箻渲袒Ｒ虼?，在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，可制造具有蜂窩 結(jié)構(gòu)和泡沫優(yōu)點(diǎn)并增加沿板方向的剛度的芯元件。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，涂敷于泡沫蜂窩結(jié)構(gòu)外表面的樹脂優(yōu)選用作 潤滑劑，幫助泡沫22插入蜂窩結(jié)構(gòu)21的各隔室空間內(nèi)。在其它進(jìn)-一 步的實(shí)施方式中，樹脂優(yōu)選用作粘合劑以牢固地粘合蜂窩結(jié)構(gòu)和泡沫， 且樹脂用作熱絕緣體。
在根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方式的制造端板的示例性方法中，泡 沫插入蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)并適當(dāng)?shù)嘏蛎洝?br> 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的制造端板的示例性方法的 示意圖。
如圖3所示，將泡沫22適當(dāng)?shù)夭迦敕涓C結(jié)構(gòu)21的各隔室空間23 內(nèi)，且泡沫材料通過膨脹裝置(未示出)適當(dāng)?shù)嘏蛎?。其中使泡?2 膨脹并填入蜂窩結(jié)構(gòu)21的各隔室空間23內(nèi)，制造芯元件20。
為降低端板的導(dǎo)熱性，根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式，通過優(yōu)選在使泡 沫22膨脹時將二氧化碳插入至泡沫22材料內(nèi)，或優(yōu)選在膨脹后將作 為熱絕緣體的二氧化碳插入至泡沫表面內(nèi)，形成附加的二氧化碳層。
兩種情況下，最初的熱絕緣性能通過未從泡沫逸出的二氧化碳而 適當(dāng)?shù)乇３帧?br> 芯元件20的壁優(yōu)選為蜂窩結(jié)構(gòu)的隔室空間的隔板，以適當(dāng)?shù)刈柚?二氧化碳漏氣。但是，在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，芯元件20的上壁 和下壁打開。因此，如示例性附圖3所示的盒形板元件IO粘附于待密
ii封的芯元件20的整個表面，以適當(dāng)?shù)乇苊舛趸紵峤^緣層向空氣漏 氣。
二氧化碳具有適當(dāng)?shù)偷膶?dǎo)熱性，如表1所示，從而提高熱絕緣性。
表l
導(dǎo)熱性(W/mK)
sus16.3
聚氨酯泡沫0.09
二氧化碳0.0144 (-20。C時)
空氣0.0235 (-20。C時)
氣凝膠0.01
在根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方式的制造端板的示例性方法中，進(jìn) 行與第一實(shí)施方式相同的方法，但優(yōu)選使用干冰或氣凝膠片提高熱絕 緣效果。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的制造端板的優(yōu)選方法的示 意圖。
在一個實(shí)施方式中，蜂窩結(jié)構(gòu)21適當(dāng)?shù)匕惭b于基本為盒形且具有 上開口的盒型元件12內(nèi)，且泡沫22優(yōu)選包括蜂窩結(jié)構(gòu)21上的高密度 閉孔。具有閉孔的泡沫22優(yōu)選通過按壓泡沫22容易地插入蜂窩結(jié)構(gòu) 21的各隔室空間內(nèi)。
根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施方式，具有閉孔的泡沫22適當(dāng)?shù)靥畛渲练涓C結(jié)構(gòu) 21的各隔室空間內(nèi)。干冰優(yōu)選作為熱絕緣層插入泡沫22上以產(chǎn)生二氧 化碳層，或在氣凝膠片插入泡沬22上之后適當(dāng)?shù)匕磯壕哂虚]孔的泡沫 22并將其插入到氣凝膠片上。
氣凝膠片優(yōu)選具有如表1所示的低導(dǎo)熱性，以提高熱絕緣性。
板元件10優(yōu)選用粘合劑40粘結(jié)并適當(dāng)密封芯元件20的整個表面， 以避免二氧化碳層的氣體泄漏至空氣中。
在根據(jù)本發(fā)明第四優(yōu)勢實(shí)施方式的制造端板的示例性方法中，進(jìn)行與第一實(shí)施方式相同的方法，但通過使用真空適當(dāng)?shù)亟档投税宓膶?dǎo) 熱性。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的制造端板的優(yōu)選方法的示 意圖。
優(yōu)選地，約40至50 kg/mM氏密度的膨脹泡沫22材料適當(dāng)?shù)刂糜?蜂窩結(jié)構(gòu)21上，且通過壓機(jī)按壓泡沫22材料。因此，其中泡沫22材 料容易地插入至蜂窩結(jié)構(gòu)21的各隔室空間內(nèi)，制造芯元件20。
在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，多個滲透孔26適當(dāng)?shù)匦纬捎诜涓C結(jié)構(gòu)21 的隔室空間壁，且優(yōu)選將熱塑性材料28適當(dāng)?shù)夭迦氲椒涓C結(jié)構(gòu)隔室壁 的拐角部分。
在示例性實(shí)施方式中，用粘合劑40將板元件10粘附至芯元件20 的整個表面后，且在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，通過使用真空袋30包裝而 在內(nèi)部抽真空。因此，芯元件20內(nèi)的泡沫通過蜂窩結(jié)構(gòu)21的滲透孔 26適當(dāng)?shù)爻檎婵铡?br> 在其它示例性實(shí)施方式中，為適當(dāng)保持真空狀態(tài)，優(yōu)選加熱真空 包裝的端板，從而使得熱塑性材料28熔化并填充拐角處的蜂窩結(jié)構(gòu)的 滲透孔26。由此，適當(dāng)保持芯元件內(nèi)的真空狀態(tài)，且通過真空狀態(tài)獲 得熱絕緣效果。
如上所述，本發(fā)明的端板優(yōu)選應(yīng)用輕泡沫填充蜂窩結(jié)構(gòu)作為示例 性的芯元件，且可包括各種適當(dāng)?shù)臒峤^緣裝置。因此，本文所述的端 板較輕且熱阻較高，以提供改善的冷起動性。另外，本發(fā)明所述的端 板具有適當(dāng)?shù)膭偠纫蕴峁┚鶆虻碾姵亟M表面壓力。
本發(fā)明參考其優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)地說明。然而，本領(lǐng)域技 術(shù)人員能夠理解，可以在不偏離本發(fā)明的原理和精神的情況下對這些 實(shí)施方式進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求及其等價物限定。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池組用端板，包括具有蜂窩結(jié)構(gòu)的芯元件，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括填充有泡沫的一個或多個隔室；以及附于所述芯元件上同時覆蓋所述芯元件的板元件，其中填充于所述蜂窩結(jié)構(gòu)的隔室內(nèi)的所述泡沫是膨脹泡沫或閉孔泡沫。
2. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池組用端板，其中所述泡沫進(jìn)一步 配有熱絕緣裝置。
3. 如權(quán)利要求2所述的端板，其中所述熱絕緣裝置包括在所述蜂 窩結(jié)構(gòu)或所述泡沫外表面涂敷并固化的熱塑性樹脂。
4. 如權(quán)利要求2所述的端板，其中所述熱絕緣裝置包括在所述泡 沫于所述蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)發(fā)泡的同時注入所述泡沫內(nèi)的二氧化 碳。
5. 如權(quán)利要求2所述的端板，其中所述蜂窩結(jié)構(gòu)的隔室填充有上 部閉孔泡沫和下部閉孔泡沫，且其中所述熱絕緣裝置包括二氧化碳?xì)?體層或氣凝膠片，所述熱絕緣裝置介于所述上部閉孔泡沫與所述下部 閉孔泡沫之間。
6. 如權(quán)利要求2所述的端板，其中所述熱絕緣裝置包括形成于所述蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室壁上的多個滲透孔；通過所述孔設(shè)置在所述蜂窩 結(jié)構(gòu)內(nèi)的填充泡沫上的真空提供裝置；以及通過加熱熔化以填入所述孔內(nèi)的熱塑性材料。
7. —種燃料電池組用端板的制造方法，包括以下步驟在基本為 盒形且具有上開口的盒型元件內(nèi)安裝蜂窩結(jié)構(gòu)；將膨脹泡沫材料放置 于所述蜂窩結(jié)構(gòu)上；以及將所述膨脹泡沫材料強(qiáng)制插入至所述蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求7所述的端板的制造方法，進(jìn)一步包括將樹脂涂敷 到所述蜂窩結(jié)構(gòu)或所述泡沫上并使所述樹脂固化的步驟。
9. 一種燃料電池組用端板的制造方法，包括以下步驟將泡沫材 料置于蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)；使所述泡沫材料膨脹使得各隔室填充有 膨脹泡沫；以及在使所述泡沫材料膨脹時將二氧化碳注入到所述泡沫材料內(nèi)。
10. —種燃料電池組用端板的制造方法，包括以下步驟在基本為 盒形且具有上開口的盒型元件內(nèi)安裝蜂窩結(jié)構(gòu)；將下部閉孔泡沫強(qiáng)制 插入至所述蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)；在所述下部閉孔泡沫上提供熱絕緣 層，所述絕緣層為二氧化碳?xì)怏w層或氣凝膠片；以及將上部閉孔泡沫 強(qiáng)制插入至所述蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)。
11. 一種燃料電池組用端板的制造方法，包括以下步驟制備在其各隔室壁形成有多個滲透孔的蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括置于位于拐角處的隔室壁的熱塑性材料；將膨脹泡沫置于所述蜂窩結(jié)構(gòu)上；通 過將所述膨脹泡沫材料強(qiáng)制插入至所述蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)而形成芯 元件；將板元件粘附到所述芯元件的上下表面；以及真空包裝所述芯 元件以在所述蜂窩結(jié)構(gòu)的泡沫內(nèi)產(chǎn)生真空。
12. 如權(quán)利要求11所述的端板的制造方法，進(jìn)一步包括加熱所述 真空包裝的芯元件以使所述熱塑性材料熔化并填充所述蜂窩結(jié)構(gòu)的滲 透孔的步驟。
13. —種燃料電池組用端板的制造方法，包括以下步驟形成具有 以泡沫填充的蜂窩結(jié)構(gòu)的芯元件；以及將板元件粘附至所述芯元件以封閉所述芯元件的全部或局部表面。
14.如權(quán)利要求13所述的燃料電池組用端板的制造方法，其中形 成具有以泡沫填充的蜂窩結(jié)構(gòu)的芯元件進(jìn)一步包括，將膨脹泡沫材料 置于蜂窩結(jié)構(gòu)上并將所述泡沫材料強(qiáng)制插入至所述蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室 內(nèi)，或使所述蜂窩結(jié)構(gòu)的各隔室內(nèi)的泡沫材料膨脹。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃料電池組用端板及端板的制造方法，通過將具有蜂窩和泡沫結(jié)構(gòu)的混合芯元件應(yīng)用于結(jié)合在燃料電池組的兩個端部的具有夾層結(jié)構(gòu)的端板，可提高每單位重量的抗撓剛度，改善斷裂應(yīng)力，并減少熱傳遞。
文檔編號H01M8/02GK101582507SQ20081017913
公開日2009年11月18日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者安炳琪, 庾哈納, 徐正燾, 李大吉, 李成浩, 林泰源, 金世勛, 金成洙, 黃仁郁 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社;韓國科學(xué)技術(shù)院