[实用新型]一种燃料电池一体化金属双极板组件结构

说明书

一种燃料电池一体化金属双极板组件结构，包括单电池组件，单电池组件包括阳极板、阴极板、膜电极；阳极板和阴极板均包括极板流场区结构和极板外围结构；膜电极开设膜电极定位孔，阳极板和阴极板的极板外围结构上分别设有与之配合的膜电极阳极侧定位柱和膜电极阴极侧定位柱，实现了膜电极与阳极板和阴极板之间的定位；膜电极阳极侧定位柱和膜电极阴极侧定位柱上分别设有相配合的卡槽和卡扣凸起，实现了阳极板和阴极板之间的互锁，并使阳极板和阴极板夹紧膜电极；阳极板和阴极板的极板外围结构上分别设有相配合的组件定位孔和组件定位柱，在多个单电池组件堆垛时，保证了相邻两个单电池组件之间精确定位，避免了膜电极因错位装配而被破坏。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池一体化金属双极板组件结构。

背景技术

燃料电池的单电池组件是由阴极板和阳极板之间夹紧膜电极组成。传统方法是将阴极板和阳极板制作为一体，即双极板，多个双极板和膜电极堆垛形成燃料电池堆，燃料电池堆通过两端板夹紧构成燃料电池。

传统燃料电池在装配时具有如下缺点：（1）在装配完成之前，双极板和膜电极无法形成一个完整的单电池组件；（2）燃料电池的双极板和膜电极在装配过程中，膜电极直接暴露在环境中；（3）参见图1，由于定位柱3'的制造公差和装配误差等原因，膜电极2'两侧的双极板1'容易发生错位，导致膜电极2'受剪切力作用被破坏；（4）装配错位会导致多层结构的膜电极的接触区域不一致，从而接触均一性差。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供一种燃料电池一体化金属双极板组件结构。

本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现：一种燃料电池一体化金属双极板组件结构，包括单电池组件，所述单电池组件包括阳极板、阴极板、膜电极；所述阳极板和阴极板均包括极板流场区结构和极板外围结构，所述极板外围结构沿极板流场区结构的边缘包覆设置；所述膜电极沿边缘设有数个膜电极定位孔，所述阳极板的极板外围结构上设有与数个膜电极定位孔相对应的数个膜电极阳极侧定位柱，所述阴极板的极板外围结构上设有与数个膜电极定位孔相对应的数个膜电极阴极侧定位柱，所述膜电极阳极侧定位柱和膜电极阴极侧定位柱组成膜电极定位柱，并与膜电极定位孔相配合；所述膜电极阳极侧定位柱上开设有卡槽，所述膜电极阴极侧定位柱上设有与卡槽相配合的卡扣凸起；所述阳极板的极板外围结构上设有数个组件定位孔，所述阴极板的极板外围结构上设有与数个组件定位孔相配合的数个组件定位柱。

进一步地，所述极板流场区结构由金属薄板制备而成，所述极板外围结构由聚合物、树脂或其他绝缘材料制备而成。

进一步地，所述膜电极定位孔、膜电极阳极侧定位柱、膜电极阴极侧定位柱均具有锥度。

进一步地，所述膜电极沿边缘设有数个膜电极加强凸起，每个所述膜电极加强凸起凸出于膜电极的两面，每个膜电极加强凸起上开设膜电极定位孔；所述阳极板的极板外围结构上设有与数个膜电极加强凸起的阳极侧相配合的数个膜电极阳极侧定位凹槽，所述膜电极阳极侧定位凹槽内设置膜电极阳极侧定位柱；所述阴极板的极板外围结构上设有与数个膜电极加强凸起的阴极侧相配合的数个膜电极阴极侧定位凹槽，所述膜电极阴极侧定位凹槽内设置膜电极阴极侧定位柱。

进一步地，所述卡槽和卡扣凸起均具有锥度。

进一步地，所述组件定位孔和组件定位柱均具有锥度。

进一步地，两个以上的所述单电池组件在堆垛成燃料电池堆时，相邻两个单电池组件通过组件定位孔和组件定位柱相配合进行定位。

进一步地，所述阳极板的内侧和膜电极的阳极侧构成氢腔，所述阴极板的内侧和膜电极的阴极侧构成氧腔；两个以上的所述单电池组件堆垛成的燃料电池堆在工作时，冷却水在相邻两个单电池组件之间的层间空间流动。