[发明专利]一种燃料电池导水双极板的密封方法

说明书

本发明涉及一种质子交换膜燃料电池技术，具体为燃料电池导水双极板的密封方法。其处理方法：将导水双极板的微孔板边缘浸入封边物质中，该物质可以是溶液或熔融状态，一定时间后取出后冷却；再将导水双极板边缘打磨、抛光或雕铣，对边缘微孔进行密封处理，即可达到防止反应气渗透的作用。本发明的导水板具有较好的耐压能力和气密性，适用于一定压力下工作的质子交换膜燃料电池。

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术领域，具体涉及燃料电池导水双极板的密封方法，主要是关于具有导水功能的燃料电池双极板的封边方法。

背景技术

双极板是质子交换膜燃料电池电池组的关键部件，在燃料电池电堆中主要起导电、集流、分隔氧化剂和还原剂、引导氧化剂和还原剂在电池内的流动以及引导冷却水在电池内的流动等作用。不同类型质子交换膜燃料电池堆所采用排水方式不同，其使用的双极板及其结构也有重大差异，比如有动态排水方式和静态排水方式等。

当燃料电池堆采用静态排水方式时，其双极板是一种新型的燃料电池结构，它将传统致密型双极板由多孔结构的双极板代替。导水双极板具有微孔结构，水可以充满于孔隙之中进行迁移，同时在气体泡点压力以下起到液封气体的作用。当燃料电池工作时，如果膜的润湿程度不够，则冷却水腔的水穿过导水双极板微孔增湿反应气体，进而润湿膜；当扩散层或流场中液态水过多时，导水双极板可以将水传递至水腔中，保证气体的有效传输。

由于燃料电池导水双极板具有微米级别的孔径结构，当燃料电池在一定压力下操作时，反应气体极易从极板边缘的微孔处漏出，导致密封困难。所以，为防止反应气泄露，必须对导水双极板的边缘进行密封处理，即将极板密封边框区域的表面及其微孔完全覆盖。

CN200810034172介绍了一种用于燃料电池的超薄型石墨双极板的加工方法。它将石墨双极板坯料放入热固性树脂的溶液中真空浸渍；再将浸渍后的石墨双极板坯料进行热固化处理；然后用铣削或磨削的方法去掉浸渍后的石墨双极板坯料表面；再按流道设计要求用机械加工的方法加工流道，得石墨双极板。该方法主要采用浸渍法对整个石墨双极板坯料的微孔进行填充。

本专利提出了一种针对具有静态排水功能的导水双极板的密封方法。该方法对导水双极板的边缘进行密封处理，可以将极板密封边框区域的表面及其微孔完全覆盖，确保反应气体和冷却介质不易从极板边缘的微孔漏出，具有很好的密封效果。

发明内容

本发明涉及一种燃料电池导水双极板的密封方法，具体为：将封边物质采用浸渍、涂覆或注塑的方式进入导水双极板边缘内部或表面，该物质可以是在其溶液或熔融状态，一定时间后取出后冷却；再将导水双极板边缘打磨、抛光或雕铣，对边缘微孔进行密封处理，即可达到防止反应气渗透的作用。本发明的导水板具有较好的耐压能力和气密性，适用于一定压力下工作的质子交换膜燃料电池。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明采用的技术方案包括以下步骤：(1)将导水双极板的微孔板边缘用树脂或固态高级烷烃的一种进行热处理，处理方式可以是浸渍、涂覆或注塑的一种；(2)待其固化后，将微孔板边缘用电火花或机械进行抛光或雕铣处理，使微孔板边缘基材覆盖导水微孔板边缘微孔。

所述导水双极板包含氧极板、氢极板，所述氧极板或/和氢极板为微孔板；氧极板一侧表面周边设有密封结构，中部设有氧化剂流道；氢极板一侧表面周边设有密封结构，中部设有燃料剂流道；氧极板和氢极板相互叠合形成双极板，且于氧极板和/或氢极板的相互靠近的一侧表面中部设有冷却液流道。

所述的树脂为热塑性树脂或热固性树脂。

所述的固态高级烷烃的分子式为C_nH_2n+2，其中，35≥n≥17，热处理温度为50～150℃。

所述的微孔板可以是石墨板、钛板或不锈钢板的一种，其平均孔径范围在0.05μm～5μm。