[发明专利]一种燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池。

背景技术

直接甲醇质子交换膜燃料电池又称直接甲醇燃料电池(DMFC)，是一种新型的直接将化学能转化为电能的装置。直接甲醇燃料电池由于无转动部件的内部消耗，不经过燃烧，能量转化效率不受卡诺循环控制，因此具有高的能量转换效率；无硫氧化物和氮氧化物排放，对环境无危害；工作条件温和，以及体积小、重量轻和安全耐用，适合于移动能源的应用领域，也是理想的动力电源。

直接甲醇燃料电池的核心部件是膜电极，由质子交换膜与分布于膜两侧的阴极和阳极构成，有些还包括扩散层和支撑层。由于甲醇、氧气等物质要在电池工作时通过极板或流场上的通道到达电极，因此需要在极板与膜电极之间进行有效密封，以保障物质的有效传递和防止泄漏情况的发生。此外，由于单节电池所能提供的电压及功率不足，难以满足使用要求，因此还需要多个电池叠加串联，在这些串联的电池之间也需要进行密封处理。

现有的密封技术主要有胶密封，即将极板与膜电极利用封装胶粘结为一体，但封装胶在电池的长期运行过程中易发生老化或产生气泡，逐渐失去密封效果。凹槽线封装，即在极板上设置沟槽，将具有弹性的密封材料灌注于槽内，形成密封条，这种密封方法通常需要将膜电极边缘进行硬化处理，工艺相对复杂，同时相对极板封条易发生错位，导致局部密封不严。还有一种密封方法是使用可固化密封剂，即首先使用模具将电池的组件如膜电极、极板等固定好，然后将可固化密封剂灌注到模具中，然后通过光化辐射线照射可固化密封剂形成密封结构，尽管这种方法密封效果好，但工艺复杂，周期长。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种燃料电池，通过本发明提供的密封结构，使燃料电池具有很好的密封性，同时燃料电池的密封结构制作工艺简单、周期短。

本发明公开了一种燃料电池，包括依次叠加设置的阳极极板、阳极密封片、膜电极、阴极密封片和阴极极板。

优选的，叠加放置的所述阳极极板、阳极密封片、膜电极、阴极密封片和阴极极板通过螺丝贯穿连接。

优选的，所述阳极密封片和所述阴极密封片均为框形片。

优选的，所述阳极密封片和所述阴极密封片内边缘距膜电极外边缘的垂直距离小于1mm。

优选的，所述阳极密封片为硅胶片、氟硅胶片、石墨纸、不锈钢片和聚四氟乙烯片中的一种或几种。

优选的，所述阳极密封片为硬质密封片/软质密封片复合结构，所述硬质密封片为不锈钢片，所述软质密封片为硅胶片、氟硅胶片、石墨纸或聚四氟乙烯片。

优选的，所述阴极密封片为硅胶片、氟硅胶片、石墨纸、不锈钢片和聚四氟乙烯片中的一种或几种。

优选的，所述阴极密封片为硬质密封片/软质密封片复合结构，所述硬质密封片为不锈钢片，所述软质密封片为硅胶片、氟硅胶片、石墨纸或聚四氟乙烯片。

优选的，所述阳极极板和所述阴极极板均为石墨板。

优选的，所述膜电极包括依次设置的阴极、质子交换膜和阳极。

与现有技术相比，本发明提供了一种燃料电池，包括依次叠加设置的阳极极板、阳极密封片、膜电极、阴极密封片和阴极极板。本发明在阳极极板和膜电极之间，以及阴极极板和膜电极之间分别增设阳极密封片和阴极密封片，上述密封片长期使用过程中不易老化，与其他组件固定后，燃料电池具有很好的密封性；同时燃料电池不必在极板边缘处设置密封凹槽，制作工艺简单，制作周期短，并且，本发明燃料电池密封片可以重复使用，拆装方便，适合于批量生产。

附图说明

图1为本发明提供的燃料电池的结构示意图；

图2为本发明膜电极31与阳极密封片21的位置关系图；

图3为本发明实施例1制备的燃料电池结构示意图；

图4为本发明实施例2制备的燃料电池结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种燃料电池，图1为本发明提供的燃料电池结构示意图，包括依次叠加设置的阳极极板1、阳极密封片2、膜电极3、阴极密封片4和阴极极板5。