[发明专利]用于制造双极板线束或双极板的方法和用于执行该方法的设备

说明书

本发明涉及一种用于制造双极板线束(214)的方法，该方法具有以下步骤：‑提供第一和第二单极板线束(200,202)，其中，单极板线束(200,202)包括多个接片(206)和多个在各两个相邻的接片(206)之间伸延的通道(208)；‑朝着辊压装置(102)的设有辊压结构(112)的辊子对(106)的辊压间隙(104)的方向引导单极板线束(200,202)；‑局部加热单极板线束(200,202)中的至少一个单极板线束的表面(210,212)的表面区域，其中，所述表面区域直接在单极板线束(200,202)进入到辊压间隙(104)中之前或在单极板线束进入到辊压间隙中时被加热到接合温度；并且‑在将单极板线束(200,202)在压力作用下运送通过辊压间隙(104)时将单极板线束(200,202)在至少一个表面区域处接合成双极板线束(214)。本发明还涉及一种用于制造双极板(216)的方法以及一种用于执行该方法的设备(100)。

技术领域

本发明涉及一种用于制造双极板线束(或双极板片段，即Bipolarplattenstrang)的方法，该双极板线束具有燃料电池的多个相连的双极板。本发明还涉及一种用于制造燃料电池的双极板的方法以及一种用于执行这两种方法的设备。

背景技术

双极板在燃料电池和燃料电池堆叠中使用。借助于双极板在此一方面将燃料导引并分配给第一燃料电池的相邻的阳极，并且将阴极气体导引并分配给相邻的第二燃料电池的阴极，其中，双极板此外设置用于引导冷却介质的管路。双极板大多由形成为半壳的两个单极板制成，所述单极板在由石墨形成的双极板的情况下相互粘接。金属的双极板通常包括两个至少区段式地相互焊接的单极板。

在US2005/0252892A1中例如描述用于将两个单极板焊接成一个双极板的焊接方法。US2004/0072053A1还描述一种方法以及用于将两个单极板焊接成一个双极板或将这两个单极板与间隔板焊接的设备。最后，WO2007/135509A1也示出如下可行方案，即，借助于激光射束将两个单极板焊接成一个双极板，其中，该文献公开了装置权利要求10的前序部分的特征。

所有在先前提到的文献中描述的方法和设备使用于焊接的激光射束基本上垂直于如下平面地对准单极板，单极板在所述平面中延伸。在此产生焊缝，其中，可以产生连贯的接缝，所述接缝履行密封功能。也可以形成所谓的步式接缝，所述步式接缝提供双极板的机械稳定和单极板的改善的电接触。

已被证明的是，在这种激光焊接的双极板中，存在孔隙形成的风险，孔隙形成可导致在介质流方面的局部不密封性。这种不密封性在统计学上尤其是在焊缝处出现，所述焊缝具有延伸得特别远的延伸部。此外，已知的是，不密封性以增大的频繁性在接缝始端部位或末端部位处出现。也就是说不密封性的风险随着所使用的焊缝的数量以及随着焊缝的长度而升高。此外，对于激光焊接而言被证明为耗费且困难的是，所述两个单极板可以在夹紧装置中如此夹紧，使得由此激光射束聚集地出现在期望的、要焊接的部位处。一些双极板制造商因此转向为在单极板的通道和/或接片处设置附加的压制部(Praegung)，以便为夹紧装置的夹紧器件提供场所，所述压制部针对要设置的焊缝呈现足够的宽度。附加的压制部此外在构件定位时在足够的生产公差方面提供余量。

发明内容

因此，本发明的任务是，给出一种用于制造双极板线束的方法，一种用于制造双极板的方法以及一种用于执行所述方法的设备，它们减少或完全消除上文提到的缺点中的至少一些缺点。

所述任务通过一种具有权利要求1的特征的用于制造双极板线束的方法，通过一种具有权利要求9的特征的用于制造双极板的方法以及通过一种具有权利要求10的特征的设备来解决。具有本发明的适宜的改进方案的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

用于制造双极板线束的方法(该双极板线束具有燃料电池的多个相连的双极板)尤其包括以下步骤：

-提供第一单极板线束和第二单极板线束，其中，单极板线束包括多个至少预成形的接片和多个至少预成形的、在各两个相邻的接片之间伸延的通道；