[发明专利]双极板焊接夹具、激光焊接装置和双极板焊接方法

说明书

本公开涉及一种双极板焊接夹具、激光焊接装置和双极板焊接方法，其中，所述双极板焊接夹具包括依次层叠布置的铁磁性夹板、硅胶垫条和电磁铁夹板，所述硅胶垫条设置在所述电磁铁夹板上，所述铁磁性夹板和所述硅胶垫条之间存在间隔，所述间隔用于容纳双极板，所述铁磁性夹板用于在所述电磁铁夹板吸合力作用下将所述双极板压紧在所述硅胶垫条上。本公开利用硅胶垫条的优良弹性，补偿双极板的两个单极板之间的微小变形，使两个单极板焊接部位可以充分接触，焊接后无微小焊缝，具有优良的气密性，提高了双极板焊接良率。

技术领域

本公开涉及燃料电池技术领域，具体地，涉及一种双极板焊接夹具、激光焊接装置和双极板焊接方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种直接将储存在燃料(如氢气)和氧化剂(如空气)中的化学能转化为电能的发电装置，与现有的传统能量转化技术相比，燃料电池具有许多优点，包括更高的能量转化效率，污染物零排放，无运动部件、工作安静等。

燃料电池有很多类型，本公开聚焦于质子交换膜燃料电池(PEMFC)，在质子交换膜燃料电池中，双极板是核心部件，在整个燃料电池电堆重量和成本中占了相当大的比重，其发挥的主要作用如下：为电堆起架构支撑作用；为参与反应的氢气、空气及冷却电堆的冷却液三种介质提供流通通道(或称为“流场”)，同时又将三种介质隔离开；导电作用，将各个单电池串联成一个整堆。

其中，双极板一般由燃料剂板和氧化剂板叠加后焊接而成，由于双极板的板材较薄且容易变形，在焊接时因硬硬贴合容易造成局部接触不充分引起焊接不良产生漏气现象，其焊接气密性直接影响电堆的发电效率、性能及安全。而焊接夹具的设计又影响着双极板的焊接质量，由于双极板面积一般大于300cm²，目前的焊接夹具不能保证每次焊接两块单极板焊缝可以完全贴合，焊接气密性良率一般在95％左右，造成了一定的生产浪费，如何保证两块单极板焊缝可以完全贴合，提高焊接气密性良率是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本公开的目的是提供一种双极板焊接夹具、激光焊接装置和双极板焊接方法，本公开利用硅胶垫条的优良弹性，补偿双极板的两个单极板之间的微小变形，使两个单极板焊接部位可以充分接触，焊接后无微小焊缝，具有优良的气密性，提高了双极板焊接良率。

为了实现上述目的，本公开提供一种双极板焊接夹具，包括依次层叠布置的铁磁性夹板、硅胶垫条和电磁铁夹板，所述硅胶垫条设置在所述电磁铁夹板上，所述铁磁性夹板和所述硅胶垫条之间存在间隔，所述间隔用于容纳双极板，所述铁磁性夹板用于在所述电磁铁夹板吸合力作用下将所述双极板压紧在所述硅胶垫条上。

可选地，所述电磁铁夹板上开设有凹槽，所述硅胶垫条镶嵌于所述凹槽内。

可选地，所述凹槽的底部设置有透气孔。

可选地，所述硅胶垫条凸出于所述电磁铁夹板表面。

可选地，所述凹槽的纵截面为半圆形结构，所述硅胶垫条的形状与所述凹槽的内侧壁相配合。

可选地，所述电磁铁夹板上形成有定位部，所述定位部用于对所述双极板进行定位。

可选地，所述定位部为定位销，所述定位销用于与所述双极板上的定位孔相配合，以对所述双极板进行定位。

可选地，所述定位销的数量为多个，多个所述定位销在所述电磁铁夹板上呈对角设置。

本公开还提供一种激光焊接装置，包括激光焊接机器人和上述所述的双极板焊接夹具，所述激光焊接机器人用于对所述双极板进行焊接。

本公开还提供一种双极板焊接方法，采用上述所述的激光焊接装置，该方法包括：

将所述双极板上的安装孔套装在所述电磁铁夹板的定位销上，并使所述双极板的下表面与所述硅胶垫条贴合；