本申請(qǐng)要求2013年10月2日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/885,652號(hào)的權(quán)益，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)電池(例如，燃料電池)，且特別地，涉及在制造電池堆的過(guò)程中使用的極板和密封件的子組件，而且涉及該子組件的制造方法。

背景技術(shù)：

質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池(PEMFC：proton exchange membrane fuel cell)，或者被稱為聚合物電解質(zhì)膜燃料電池，通常包括由膜電極組件(MEA：membrane electrode assembly)隔開(kāi)的陽(yáng)極板和陰極板，并且通常在MEA的每一側(cè)與該側(cè)的鄰接極板之間具有氣體擴(kuò)散層(GDL：gas diffusion layer)。陽(yáng)極板和陰極板的朝向MEA的表面在形狀上被設(shè)計(jì)成提供用于反應(yīng)氣體(通常為氫氣和空氣)的流場(chǎng)。PEM燃料電池堆包括被夾持在端板之間的燃料電池組件以及位于該堆的每一端處的端板絕緣體和集流板。在堆中，相鄰燃料電池的陽(yáng)極板和陰極板是電連接的，并且可以由雙極提供。雙極板可以是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)或可以是被接合在一起的陽(yáng)極板和陰極板。相鄰燃料電池之間可以設(shè)置有冷卻劑流場(chǎng)，所述冷卻劑流場(chǎng)可以設(shè)置于每一對(duì)連續(xù)的燃料電池之間或按照某個(gè)更少的間隔(例如，每隔二個(gè)燃料電池至每隔五個(gè)燃料電池)而被設(shè)置著。冷卻劑流場(chǎng)可以設(shè)置于雙極板內(nèi)、可以設(shè)置于鄰接的陽(yáng)極板與陰極板之間、或可以設(shè)置于單獨(dú)的板中。通常，還存在著穿過(guò)極板的厚度的各種孔。這些孔共同限定了穿過(guò)該堆的導(dǎo)管(垂直于所述極板)，以將反應(yīng)物、反應(yīng)產(chǎn)物或冷卻劑輸送至各個(gè)燃料電池或從各個(gè)燃料電池輸送出去。每個(gè)流場(chǎng)與相鄰的MEA之間都需要密封件。在所述極板中的那些孔的周圍也需要密封件，并且在那些孔與它們的相關(guān)流場(chǎng)之間也需要密封件。在冷卻劑流場(chǎng)的周圍可能也需要密封件。任選地，密封件還可以使燃料電池的陽(yáng)極板和陰極板電氣絕緣、或可以使相鄰的雙極板之間電氣絕緣。由于燃料電池堆中有大量的密封件和極板，所以用于制造和裝配這些部件的方法一直都需要能夠提供改進(jìn)的替代方案或能夠適合于所選擇的制造技術(shù)和材料的替代方案。

在美國(guó)專利第6,599,653號(hào)中，陽(yáng)極板和陰極板是由包括石墨的可塑性復(fù)合物模制成型的。陽(yáng)極板和陰極板被制作成子組件(稱為燃料電池單元)。每個(gè)燃料電池單元還包括位于陽(yáng)極板的底部上的絕緣層、位于陽(yáng)極板與陰極板之間的密封劑壓條(bead)、以及位于陰極板的頂部上的另一個(gè)密封劑壓條。

陽(yáng)極板和陰極板具有對(duì)齊的通道口，以便有助于可固化的液體硅膠流過(guò)各極板，并且陽(yáng)極板和陰極板具有用于接納密封劑壓條的槽。燃料電池單元是通過(guò)將陽(yáng)極板和陰極板放置在模具的底板上且該陽(yáng)極板與該模具的底板間隔一定距離而被制造的。然后，迫使液體硅膠流過(guò)所述通道口并且進(jìn)入陽(yáng)極板與模具的底板之間的空間中。當(dāng)硅膠發(fā)生固化時(shí)，所述絕緣層和所述兩個(gè)密封劑壓條被形成為一個(gè)整體的、連續(xù)的塊體。該塊體將所述陽(yáng)極板和所述陰極板接合在一起，并且提供了在接合起來(lái)的這兩個(gè)極板的相對(duì)兩側(cè)上的絕緣層和密封件。

美國(guó)專利第7,210,220號(hào)說(shuō)明了一種用于燃料電池和其它電化學(xué)電池的密封技術(shù)。為了提供密封件，在燃料電池組件的各種元件中都設(shè)置了槽網(wǎng)。一個(gè)燃料電池組件包括：全部被夾持在端板、端板絕緣體及集流板之間的用于數(shù)個(gè)燃料電池的陽(yáng)極板、陰極板、MEA和GDL。每個(gè)燃料電池的陽(yáng)極板與陰極板之間設(shè)置有絕緣材料，以防止燃料電池兩端間發(fā)生短路。該絕緣可以利用延伸至極板邊緣的GDL或利用被制造成不導(dǎo)電或在這些區(qū)域中被絕緣體覆蓋的板而被設(shè)置為相鄰MEA的一部分(例如，作為被接合至該MEA的不導(dǎo)電凸緣)。然后，將密封材料源連接至外部填充口且注射至至所述槽網(wǎng)中。當(dāng)該密封材料固化時(shí)，它就形成了一個(gè)將燃料電池組件的各元件接合起來(lái)且密封住的“就地密封(seal in place)”。在替代的實(shí)施例中，制造出包括1個(gè)至5個(gè)就地密封的燃料電池的膜電極單元(MEU：Membrane Electrode Unit)。所述MEU的各個(gè)外表面中的至少一個(gè)外表面具有外密封件。該外密封件適合成為對(duì)另一個(gè)MEU的密封件。通常，所述MEU的外表面被配置成與所述另一個(gè)MEU形成冷卻室。能夠通過(guò)將任意數(shù)量的MEU與端板、端板絕緣體和集流板裝配起來(lái)而制造出燃料電池堆。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下面的概要旨在向讀者介紹下面的詳細(xì)說(shuō)明，以便了解但不是為了限制或限定任一項(xiàng)所要求保護(hù)的發(fā)明。

本說(shuō)明書中所說(shuō)明的用于電化學(xué)堆的子組件具有雙極板和接合至該雙極板的密封材料，所述雙極板在它的上表面和下表面上具有流場(chǎng)。所述密封材料從所述雙極板的所述上表面、在所述雙極板的邊緣的周圍延伸而到達(dá)該極板的所述下表面上。優(yōu)選地，所述密封材料還在所述流場(chǎng)中的一者或兩者的外圍的周圍形成壓條。優(yōu)選地，所述密封材料還在用于流過(guò)所述雙極板的反應(yīng)物、燃燒產(chǎn)物或冷卻劑的一個(gè)或多個(gè)孔的周圍形成壓條。

所述雙極板可以是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，或優(yōu)選地，可以是被接合在一起的陽(yáng)極板和陰極板的組合，并且具有內(nèi)部冷卻劑流場(chǎng)。在這種情況下，所述陽(yáng)極板和所述陰極板可以利用還提供了在所述冷卻劑流場(chǎng)周圍的密封件的所述密封材料而被接合在一起。優(yōu)選地，所述陽(yáng)極板和所述陰極板中的一者或兩者具有貫穿該極板的厚度的或從該極板的邊緣向里面延伸的一個(gè)或多個(gè)通道口，以使得液體密封材料能夠被注射到所述陽(yáng)極板和所述陰極板之間。任選地，所述子組件中的所有的密封材料可以是一個(gè)連續(xù)塊體。

在本說(shuō)明書中所說(shuō)明的子組件制造方法中，將單個(gè)陽(yáng)極板和單個(gè)陰極板裝載到液體注射模制成型機(jī)的模具中，且使得陽(yáng)極板上的反應(yīng)物流場(chǎng)和陰極板上的反應(yīng)物流場(chǎng)彼此遠(yuǎn)離地面對(duì)著。將液體密封材料(例如，液體硅橡膠)注射至所述模具中，并且填充所述陽(yáng)極板的邊緣與所述陰極板的邊緣之間的空隙、所述陽(yáng)極板的外表面的一部分、所述陰極板的外表面的一部分、以及所述模具。所述液體密封材料還可以流過(guò)所述陽(yáng)極板和所述陰極板的各種槽和/或通道口。優(yōu)選地，在所述陽(yáng)極板和所述陰極板處于單個(gè)模具中的同時(shí)，在所述陽(yáng)極板和所述陰極板的邊緣的周圍延伸的密封材料、使所述陽(yáng)極板和所述陰極板接合在一起的密封材料、以及密封于所述陽(yáng)極板和所述陰極板之間的冷卻劑流場(chǎng)周圍的密封材料全部被涂敷。優(yōu)選地，涂敷至所述陽(yáng)極板和所述陰極板的所有的密封材料被合并為單個(gè)塊體。

本說(shuō)明書中所說(shuō)明的電化學(xué)電池堆(例如，PEM燃料電池堆)具有多個(gè)如上所述的子組件或多個(gè)利用上述方法而制造出來(lái)的子組件。在所述堆內(nèi)，GDL被安置于下部子組件的上表面上，優(yōu)選地，被安置于下部子組件的上表面上的所述密封材料內(nèi)。MEA被安置于所述GDL上，并且至少部分地與下部子組件的上表面上的所述密封材料重疊。第二GDL被安置于所述MEA上，優(yōu)選地，被安置于上部子組件的下表面上的所述密封材料內(nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1是子組件的一個(gè)表面的示意性平面圖。

圖2是圖1中的子組件的另一個(gè)表面的示意性平面圖。

圖3和圖6是圖1及圖2中的子組件的一些部分的示意性橫截面。

圖4和圖5是替代用子組件的一些部分的示意性橫截面。

具體實(shí)施方式

圖1和圖2示出了用于例如PEM燃料電池等電化學(xué)電池的子組件10。子組件10具有以背靠背的方式安置的陽(yáng)極板12和陰極板14。圖1中可以看見(jiàn)陽(yáng)極板12，并且圖2中可以看見(jiàn)陰極板。極板12和14都具有表面30和邊緣32，表面30在圖1和圖2中均是可見(jiàn)的，邊緣32在圖1和圖2中被圖示為線條，這些線條構(gòu)成了表面30的邊界。在圖1和圖2中可見(jiàn)的外表面30中任一者可以根據(jù)子組件10的朝向而被稱為上表面或下表面30。極板12的內(nèi)表面30和極板14的內(nèi)表面30是彼此接觸的，并且在圖1和圖2中是看不見(jiàn)的，但是在其他圖中呈現(xiàn)為線條。極板12和14是由導(dǎo)電材料制成的。例如，極板12和14可以由金屬(例如，不銹鋼)制成，或優(yōu)選地，由與石墨混合的塑料或其它樹(shù)脂的模制復(fù)合物制成。

子組件10還具有一個(gè)或多個(gè)由固化的密封材料16形成的塊體。密封材料16可以通過(guò)使任何合適的固化型液體固化而被制成，所述固化型液體例如是液體硅橡膠(LSR：liquid silicone rubber)、如在美國(guó)專利第US 7,210,220號(hào)中披露的聚硅氧烷彈性材料(polysiloxane elastomeric material)、乙烯丙烯酸聚合物(ethylene acrylic polymer)、三元乙丙橡膠(ethylene propylene terpolymer)、環(huán)氧樹(shù)脂或熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer)。子組件10不包括氣體擴(kuò)散層(GDL)或膜電極組件(MEA)，反而，子組件10基本上由極板12、極板14和固化的密封材料16組成。優(yōu)選地，子組件10只由極板12、極板14和密封材料16組成。

優(yōu)選地，極板12和14除了通過(guò)密封材料16以外沒(méi)有被接合在一起。任選地，極板12和14可以單獨(dú)地例如利用與石墨混合的且涂敷于極板12和14中的一者或兩者的內(nèi)表面上的環(huán)氧樹(shù)脂而被接合在一起。然而，這需要額外的步驟以及附加的制造設(shè)備和空間，但是所有的這些問(wèn)題能夠通過(guò)使用密封材料16將極板12和14接合起來(lái)而避免。

優(yōu)選地，極板12和14中的一者或兩者(例如，陽(yáng)極板12)限定了位于極板12與14之間的冷卻劑流場(chǎng)18。陽(yáng)極板12的外表面也限定了陽(yáng)極流場(chǎng)20，并且陰極板14的外表面限定了陰極流場(chǎng)22。流場(chǎng)18、20和22通常要比圖1和圖2所示的那樣更復(fù)雜。

對(duì)齊的貫穿極板12和14的開(kāi)口24限定了導(dǎo)管的一部分。開(kāi)口24可以如所圖示的那樣集中在極板12和14的端部處，或可以設(shè)置于其他不同的位置中。在所圖示的子組件10中，一個(gè)開(kāi)口24a被設(shè)置用來(lái)將反應(yīng)物(通常為空氣)供應(yīng)給陰極流場(chǎng)22然后供應(yīng)給第二開(kāi)口24b，所述第二開(kāi)口24b被設(shè)置用來(lái)除去過(guò)量的空氣或氮?dú)庖约八?。第三開(kāi)口24c被設(shè)置用來(lái)將另一種反應(yīng)物(例如，氫氣)輸入到陽(yáng)極流場(chǎng)20然后輸入到第四開(kāi)口24d，所述第四開(kāi)口24d用來(lái)除去過(guò)量的氫氣。第五開(kāi)口24e被設(shè)置用來(lái)將冷卻劑(例如，水、或者與防凍劑混合的水)供應(yīng)給冷卻劑流場(chǎng)18，然后該冷卻劑通過(guò)第六開(kāi)口24f而被排出。任選地，或多或少的開(kāi)口24可以被使用。例如，在氣冷式電池堆中，冷卻劑流場(chǎng)18在極板12和極板14的兩個(gè)相對(duì)側(cè)部處是敞開(kāi)的，并且用于冷卻劑流動(dòng)的開(kāi)口24是不需要的。

極板12和14提供了具有內(nèi)部冷卻劑流場(chǎng)18的雙極板。為了創(chuàng)建PEM燃料電池堆，將兩個(gè)或更多個(gè)子組件10堆疊在一起。在連續(xù)的子組件10之間放置有氣體擴(kuò)散層(GDL)、膜電極組件(MEA)和第二GDL。所述氣體擴(kuò)散層延伸得基本上跨過(guò)陽(yáng)極流場(chǎng)20和陰極流場(chǎng)22，但是優(yōu)選地，終止于極板12和14的表面30上的密封材料16內(nèi)。所述MEA延伸得跨過(guò)陽(yáng)極流場(chǎng)20和陰極流場(chǎng)22，并且至少與極板12和14的表面30上的密封材料16重疊。任選地，所述MEA也可以從反應(yīng)物流場(chǎng)20和22延伸，并且與圍繞著限定了反應(yīng)物導(dǎo)管的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口24的密封材料重疊。以這種方式，在所述MEA的相對(duì)兩側(cè)上將反應(yīng)物密封。圖1和圖2中以簡(jiǎn)化的形式示出了極板12和14中的位于開(kāi)口24與流場(chǎng)18、20和22之間的通路34，但是通路34也能夠被設(shè)置于現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它構(gòu)造中。例如，雖然圖1和圖2示出了反應(yīng)物用的通路34被設(shè)置于極板的內(nèi)表面30上的“背面?zhèn)裙┙o”構(gòu)造，可替代的是，通路34可以被安置于極板12和14的外表面30中。

密封材料16以液體的形式被涂敷到極板12和14上，然后在極板12和14上固化，并且優(yōu)選地，在極板12與14之間固化。極板12和14被放置到具有凹陷的模具中，以便將密封材料16的外表面限定在極板12和14的外表面30和邊緣32上。這個(gè)模具被放置到液體注射模制成型(LIM：liquid injection molding)壓力機(jī)或其它合適的模制成型機(jī)中。然后，將液體密封材料(優(yōu)選地，液體硅橡膠)注射至該模具中并且固化。該模具或極板12和14中設(shè)置有通風(fēng)孔，以便當(dāng)密封材料16被注射至模具中時(shí)使得空氣能夠逸出。模具注射點(diǎn)以及通風(fēng)孔的尺寸、數(shù)量和位置能夠利用在注射模制成型領(lǐng)域內(nèi)已知的方法來(lái)確定。注射的液體密封材料16在該注射模具中在極板外圍的周圍快速流動(dòng)，這有利地減少了該模具所需要的注射點(diǎn)的數(shù)量，并且還能夠減少(或任選地，免除)對(duì)于貫穿極板12和14的厚度的注射模制成型通道口的需要。

當(dāng)使用復(fù)合的模制成型的極板12和14時(shí)，一些水(或另一種冷卻劑流體)可能從冷卻劑流場(chǎng)18通過(guò)極板12和14而自行擴(kuò)散。擴(kuò)散到反應(yīng)物流場(chǎng)20和22中的水(或蒸汽)隨著反應(yīng)物或反應(yīng)產(chǎn)物的流動(dòng)而被帶走，并且通常不會(huì)造成損害。然而，一些水也可能出現(xiàn)在極板12和14的邊緣處。這樣的水會(huì)造成以下問(wèn)題，例如：相鄰的燃料電池之間的短路；或者對(duì)該堆周圍的電廠配套設(shè)施元件的干擾。為此，密封材料16優(yōu)選地包括邊緣密封部26，邊緣密封部26包裹著極板12和14的邊緣32的周圍。邊緣密封部26還使極板12和14的邊緣32電氣隔離，并且這即使對(duì)金屬極板12和14也是有用的。優(yōu)選地，邊緣密封部26在極板12和14的整個(gè)外圍的周圍是連續(xù)的。優(yōu)選地，所述MEA沒(méi)有延伸到極板的邊緣32。這樣，對(duì)于一個(gè)完整的堆，因?yàn)榕c該堆的外部接觸的固體導(dǎo)體不太可能造成短路，所以該完整的堆的側(cè)部實(shí)際上是絕緣的。

密封材料16優(yōu)選地提供各個(gè)壓條部(bead portion)28。壓條部28在所述MEA的任一側(cè)上對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行密封，并且還可以幫助在堆中的相鄰的子組件10的開(kāi)口24之間進(jìn)行密封。壓條部28的形狀被選擇成當(dāng)堆被夾在一起時(shí)該壓條部會(huì)產(chǎn)生抵靠著所述MEA的足夠壓力。優(yōu)選地，所述壓條部被安置于極板12和14中的槽42上。壓條部28可以在反應(yīng)物流場(chǎng)20和22的外圍的周圍被設(shè)置于極板12和14的一側(cè)或兩側(cè)上。優(yōu)選地，密封材料16的邊緣密封部26從子組件10的一個(gè)外表面30上的壓條部28延伸到子組件10的另一個(gè)外表面30上的壓條部28，由此形成一個(gè)連續(xù)的密封材料塊體。壓條部28被制造成比極板12和14的外表面上的邊緣密封部26的相鄰部分更厚。這能夠避免不必要地增大在提供壓條部28中的充分壓縮時(shí)將要需要的總力。它還幫助使得密封材料16的變形在靠近極板12和14的邊緣32的壓條部28與從邊緣32偏移了開(kāi)口24的壓條部28之間是一致的。任選地，附加的壓條部28可以被安置成在超出將要被所述MEA重疊的區(qū)域以外靠近極板12和14的邊緣32或處于極板12和14的邊緣32處，以便更好地使所述MEA的邊緣與所述堆的側(cè)部絕緣。

圖3以截面的方式示出了替代用子組件10a的一部分。在子組件10a的這個(gè)部分中，沒(méi)有開(kāi)口24，并且冷卻劑流場(chǎng)18延伸到極板12和14的邊緣32附近。極板12和14的厚度在圖3中(并且在圖4至圖6中)是被夸大的，并且它們各自的厚度可以是1mm的量級(jí)。

雖然極板12和14的邊緣32可能如圖1和圖2中所示的那樣形成一個(gè)平面，但是所得到的邊緣密封部26可能無(wú)法獨(dú)自提供在內(nèi)部冷卻劑場(chǎng)18周圍的充足密封。在圖3中，極板12和14的邊緣32在極板12和14的內(nèi)表面30附近具有臺(tái)階40以便提供附加的密封材料16。優(yōu)選地，臺(tái)階40被設(shè)置于極板12和14的整個(gè)外圍的周圍。任選地，臺(tái)階40可以僅僅被設(shè)置于陽(yáng)極板12中或可以僅僅被設(shè)置于陰極板14中?？商娲?，臺(tái)階40可以具有另外一種輪廓，而不是所圖示的通常的矩形凹口。

圖4以截面的方式示出了另一個(gè)替代用子組件10b的一部分。在這種情況下，陽(yáng)極板12中設(shè)置有鍵部(key)44。任選地，鍵部44可以被設(shè)置于陰極板14中，或者鍵部44可以被設(shè)置于極板12和14兩者中。鍵部44也在極板12和14的內(nèi)表面附近提供了附加的密封材料。此外，鍵部44以機(jī)械的方式將密封材料16的邊緣密封部26鎖定至極板的邊緣32。為了這個(gè)目的，鍵部44優(yōu)選地被設(shè)置于極板12和14的整個(gè)外圍的周圍。鍵部44可以具有除了所圖示的輪廓以外的其他輪廓。

圖5以截面的方式示出了另一個(gè)替代用子組件10c的一部分。在這種情況下，陽(yáng)極板12的內(nèi)表面30上設(shè)置有槽42。任選地，槽42可以被設(shè)置于陰極板12的內(nèi)表面30上，或可以被設(shè)置于極板12和14兩者的內(nèi)表面30上。該槽42可以被安置于位于同一個(gè)極板12、14的外表面30上的槽42的正下方，或與位于同一個(gè)極板12、14的外表面30上的槽42重疊。然而，優(yōu)選的是，位于極板12和14的內(nèi)表面30上的槽42被安置于位于同一塊極板12、14的外表面30上的槽42的內(nèi)側(cè)(遠(yuǎn)離邊緣32)或外側(cè)(靠近邊緣32)，以避免極板12和14中具有非常薄的部分。液體密封材料16可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)通道口46而被饋送到位于極板12和14的內(nèi)表面30上的槽42。例如，通道口46可以穿過(guò)極板12和14的厚度。替代地或附加地，可以按照被模制于極板12和14的內(nèi)表面30中的且與極板12和14的邊緣32連通的渠道的形式而設(shè)置有通道口46。

圖6以截面的方式示出了圖3中的替代用子組件10a的另一部分。在子組件10a的這個(gè)部分中，在冷卻劑流場(chǎng)18與極板12及14的邊緣32之間存在著開(kāi)口24。密封材料16優(yōu)選地利用處于槽42上的壓條部28來(lái)圍繞位于極板12和14的外表面30上的開(kāi)口24。密封材料16還在極板12和14的一者或任選地兩者的內(nèi)表面30中圍繞開(kāi)口24。需要圍繞開(kāi)口24的內(nèi)部密封材料16從極板12和14的邊緣32通過(guò)形成于極板12和14的內(nèi)表面30中的槽42或通道口46而向內(nèi)流動(dòng)。

替代地或附加地，需要圍繞開(kāi)口24的密封材料16還可以通過(guò)貫穿極板12和14的厚度的一個(gè)或多個(gè)通道口46而被提供。密封材料16可以以相似的方式被提供于圖1、圖2、圖4或圖5的子組件10中的開(kāi)口24的周圍。

在另一種替代結(jié)構(gòu)中，冷卻劑流場(chǎng)可以被設(shè)置于單獨(dú)的板中，而不是被設(shè)置為陰極板14或陽(yáng)極板12的一部分。該冷卻劑場(chǎng)板可以被連接至極板中的開(kāi)口24、或可以被連接至外部的冷卻劑夾套、或可以被連接至大氣。在這種情況下，堆中的一些子組件10可以按照如上所述的、但是通過(guò)省略冷卻劑場(chǎng)板因此不具有冷卻劑場(chǎng)18的方式而被制造。在具有冷卻劑場(chǎng)18的子組件10中，在模具中將冷卻劑場(chǎng)板放置于陰極板14與陽(yáng)極板12之間，并且如上所述，在所有的上述三個(gè)板的邊緣32的周圍注射密封材料16。該冷卻劑場(chǎng)板能夠僅僅通過(guò)邊緣密封部26或如圖3至圖6中的任何一個(gè)圖所示的陰極板14與陽(yáng)極板12之間的密封件而被密封到陰極板14和陽(yáng)極板12中的一者或兩者。

密封材料16不僅當(dāng)密封材料16在堆中被壓縮時(shí)密封至所述MEA，而且還使堆中的相鄰的子組件10隔離開(kāi)。雖然必須制造出許多單獨(dú)的子組件，但是在形成堆的同時(shí)壓條部28幫助安置GDL和MEA。美國(guó)專利第7,210,220號(hào)中所說(shuō)明的為了在使用就地密封時(shí)避免燃料電池發(fā)生短路的各種方法是不需要的。如果堆有缺陷，那么可以把該堆拆開(kāi)，并且檢查MEA。然而，極板12和14的邊緣被密封著以便能夠在不需要附加的步驟的前提下預(yù)防冷卻劑泄漏。這樣，子組件10至少提供了一種有用的對(duì)于就地密封方法的替代方案。如上所述，在某些情況下，能夠減少或免除貫穿極板12和14的厚度的通道口。

雖然上面已經(jīng)說(shuō)明了用于PEM燃料電池中的子組件10，但是如上所述的子組件10也可以被用于PEM類型或其它類型的電解器(electrolyser)中的另一類燃料電池中，或被用于通常的電解電池中。由隨附的權(quán)利要求所限定的子組件10及其制造方法還能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)以各種方式予以修改。