[发明专利]一种燃料电池空冷一体化膜电极结构及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池空冷一体化膜电极结构，包括膜电极组件和分别位于膜电极组件两侧的空气流道层和氢气流道层，空气流道层设有空气流道，氢气流道层设有氢气流道，所述氢气流道沿膜电极组件的长轴方向设置，所述空气流道沿膜电极组件的短轴方向设置，其特征在于，

所述氢气流道层包括氢气流道形成板，所述氢气流道形成板向膜电极组件方向间隔凸起形成氢气流道脊，相邻两条氢气流道脊之间形成氢气流道槽，所述氢气流道脊从氢气流道的进口端向出口端成多段折线型延伸，且所述氢气流道脊在各段折线弯折处开设有连通氢气流道槽的第一开口；其中，位于远离膜电极组件一侧设有流道底板，膜电极组件与流道底板之间夹持氢气流道形成板形成氢气流道，氢气流道形成板的外周还设有一圈氢气侧密封胶块；

所述空气流道层包括空气流道形成板，所述空气流道形成板向膜电极组件方向间隔凸起形成空气流道脊，相邻两条空气流道脊之间形成空气流道槽，所述空气流道脊从空气流道的进口端向出口端成多段折线型延伸，且所述空气流道脊在各段折线弯折处开设有连通空气流道槽的第二开口；其中，膜电极组件与堆叠时相邻燃料电池空冷一体化膜电极结构的流道底板之间夹持空气流道形成板形成空气流道，空气流道形成板垂直空气流动方向的两侧分别设有空气侧密封胶块；

所述流道底板、空气侧密封胶块上，以及氢气流道的入口端和出口端与氢气侧密封胶块之间，均留有相互贯通的氢气进气/排气通道。

2.如权利要求1所述的燃料电池空冷一体化膜电极结构，其特征在于，氢气流道槽和空气流道槽的宽为0.2~2mm，深0.2~2mm。

3.如权利要求1所述的燃料电池空冷一体化膜电极结构，其特征在于，所述空气流道形成板的厚度为0.1~0.5mm；氢气流道形成板的厚度为0.5~1mm。

4.如权利要求1所述的燃料电池空冷一体化膜电极结构，其特征在于，成多段折线型的氢气流道脊中每段的长度相同；成多段折线型的空气流道脊中每段的长度相同。

5.如权利要求4所述的燃料电池空冷一体化膜电极结构，其特征在于，第一开口在高度方向横跨整个氢气流道脊，第一开口的宽度为每段氢气流道脊长度的1/20~1/5；第二开口在高度方向横跨整个空气流道脊，第二开口的宽度为每段空气流道脊长度的1/20~1/5。

6.如权利要求1所述的燃料电池空冷一体化膜电极结构，其特征在于，所述氢气流道形成板和空气流道形成板的材质为不锈钢，表面预镀或后处理一层耐腐蚀和/或减小接触电阻的表面涂层。

7.如权利要求1所述的燃料电池空冷一体化膜电极结构，其特征在于，所述空气流道层与膜电极组件之间设有空侧垫片，所述空侧垫片具有用于避让空气流道的第一避让孔，以及位于两端的、用于形成氢气进气/排气通道的第二避让孔。

8.如权利要求1~7任一所述燃料电池空冷一体化膜电极结构的制备方法，其特征在于，所述氢气流道形成板和空气流道形成板均由成卷材料经翅片机冲压形成氢气流道槽或空气流道槽，再切割或冲裁成所述氢气流道形成板或空气流道形成板。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，翅片机冲压时压力为3~8吨。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，装配时，先将氢气流道形成板固定到流道底板上，将氢气侧密封胶块以注胶或者密封胶块形式粘接于流道底板上；再将膜电极组件粘接于氢气侧密封胶块上；然后将空气流道形成板放于膜电极组件上，通过空气侧密封胶块以注胶或者带粘性胶块粘接固定。