[发明专利]一种燃料电池膜电极封边密封结构

说明书

本发明公开了一种燃料电池膜电极封边密封结构，包括质子交换膜、两层内边框、两层外边框和两层碳纸，两层内边框设置于质子交换膜的外侧，然后将两层外边框分别设置于内边框的外侧，再将两层碳纸分别设置于外边框的内部，内边框与外边框的外形尺寸相同，但是内边框中部内嵌位的边长比外边框中部的外嵌位的边长小，所以碳纸在密封时，靠近质子交换膜的一侧中部是与质子交换膜相接触的，而外边缘部分则与内边框相接触，通过内边框起到固定的作用，使得膜电极在电堆拆装中不易与质子交换膜脱离，且此处碳纸的固定是通过内边框进行固定，不会影响内层靠近膜电极的催化层，由于不添加任何粘性物质，所以在拆解时，碳纸还可以重复使用。

技术领域

本发明涉及燃料电池膜电极技术领域，具体涉及一种燃料电池膜电极封边密封结构。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种电化学装置，其原理是氢气在催化剂的作用下分解成不稳定非常活跃的质子和电子，质子通过质子交换膜到达阴极，同时电子通过外电路到达阴极，在催化剂的作用下质子与阴极的氧气发生反应，产生水。质子交换膜燃料电池具有能量密度高、无缓解污染等优点之外，还具有低温启动、应用范围广，目前被广泛应用于氢燃料电池大巴、氢燃料电池物流车、氢燃料电池叉车等领域，综上所述，燃料电池被认为是未来能源的新宠。

质子交换膜作为燃料电池的“心脏”，在燃料电池反应中起到重要的作用，膜电极在应用中是通过边框用于碳纸固定，对膜电极起支撑密封作用。目前质子交换膜燃料电池封边形式有很多种，使用比较多的是通过点胶方式。

专利CN21532670U叙述了一种三合一燃料电池膜电极密封边框层，将碳纸固定在边框上，这种方案一定程度上解决膜电极封边问题，点出的胶水存在差异性，使得膜电极具有气密性不合格的风险，且点的胶水存在溢胶风险，同时点胶水在长期使用中会释放出杂质，对膜电极有毒化作用。

专利CN215070065U叙述了一种多边框工艺，包括两层支撑层、两层控制层和两层辅助层，此方案在膜电极封边时加上碳纸层具有九层结构，使得膜电极的制作工艺变得复杂，对工艺及自动化生产来说相对比较困难。

因此，针对上述问题，需要一种工艺简单、密封效果好、使用寿命长、便于自动化生产的质子交换膜燃料电池封边工艺方案，四层边框燃料电池膜电极封边工艺被认为是非常具有发展前景的实用性技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池膜电极封边密封结构，以解决上述背景中问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种燃料电池膜电极封边密封结构，包括质子交换膜、两层内边框、两层外边框和两层碳纸，两层所述内边框设置于质子交换膜的外侧，两层所述外边框分别设置于内边框的外侧，两层所述碳纸分别设置于外边框的内部。

作为本发明进一步的方案：所述内边框与外边框的外形尺寸相同；

所述内边框的中部开设有内嵌位，所述质子交换膜卡接设置于两个内边框的内部；

所述外边框的中部开设有外嵌位，所述碳纸卡接设置于外嵌位内。

作为本发明进一步的方案：所述内边框为聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺和聚异戊二烯中的一种；所述外边框为聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺和聚异戊二烯中的一种；

所述内边框和外边框中均含有加热固化型液态硅橡胶。

作为本发明进一步的方案：所述内嵌位的边长比外嵌位的边长小1.5-3.0mm。

作为本发明进一步的方案：所述外边框的厚度为50-80um。

作为本发明进一步的方案：所述内边框的厚度为15-30um。

本发明的有益效果：