一种燃料电池电堆的密封方法与流程

本发明涉及燃料电池密封，具体而言，涉及一种燃料电池电堆的密封方法。

背景技术：

1、燃料电池堆是一种发电设备，它通过在燃料电池堆内进行电化学反应而将燃料的化学能转化为电能，燃料电池堆通过重复堆叠单电池而构造。例如质子交换膜燃料电池、质子交换膜水电解池、液流电池等燃料电池堆，其内部存在流体流通且需要将流体密封于各自的独立腔室内。现有技术中的密封部件的密封是通过接触和挤压进行的，随着时间的推移，密封部件因粘结剂与被粘结物之间的粘合力降低而发生漏气现象，导致密封部件的密封性劣化；另外，传统的密封方式为压缩密封，压缩密封方式依靠橡胶材质被压缩后产生的形变与反力来保证堆叠部件之间的密封性，为此，需要数吨的压装力才能将数百节单电池紧密压装在一起。但是上述压缩密封方式加工时间长、加工设备庞杂，导致燃料电池堆的出厂加工以及后期维修的成本高且时间长，再加上，过大的压装力会导致较薄的单电池产生形变，导致单电池内部膜电极发生严重挤压，进而影响燃料电池的性能和寿命。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是如何提升密封件与单电池之间的粘合力，抑制密封部件与被粘合物之间密封性的劣化，为克服以上现有技术的缺陷，本发明提供一种燃料电池电堆的密封方法。

2、本发明提供一种燃料电池电堆的密封方法，所述燃料电池电堆由若干个单电池串联式堆叠形成，相邻两个所述单电池之间设有密封件，包括：

3、s1.将与密封件接触的单电池的极板的接触面进行处理，得到的极板的接触面的特征具有：厚度段差≤4μm；伤痕厚度≤24μm；表面粗糙度≤ra1.6；平面度≤0.2；平行度≤0.2；表面湿润性：接触角≤70°；

4、s2.密封件的端面上涂有预设厚度的粘合剂；

5、s3.将相邻两个单电池的极板的接触面分别与密封件两侧面的粘合剂接触；

6、s4.重复s2-s3得到若干个单电池通过密封件串联堆叠形成堆叠模块；

7、s5.对堆叠模块采用每平方英寸大于0.5mpa的压装力进行压装密封。

8、本申请与现有技术相比，具有以下优点：通过对单电池的极板的表面进行处理得到的表面特性，增加了密封件上粘合剂与极板表面的极性匹配性，更好的填充了极板表面的锯齿孔隙，增加了粘合剂与极板的接触面积，提升了粘合剂与极板表面的粘合力，从而抑制密封件与被单电池之间密封性的劣化。

9、在一种可能的实施方式中，所述密封件的材质为具有弹性和压缩性的发泡树脂。

10、与现有技术相比，采用上述技术方案能够保证密封件的绝缘性能的同时，具有弹性和压缩性的发泡树脂能够使单电池与单电池之间具备厚度追踪量，使燃料电池电堆在厚度方向上存在伸缩量，并且发泡树脂成本低，能够在保证密封性能的同时降低生产成本。

11、在一种可能的实施方式中，所述粘合剂为丙烯酸丁酯与丙烯酸的混合物或羟基改性nbr。

12、与现有技术相比，采用上述技术方案能够在保证燃料电池电堆稳定性能的同时，降低产品的生产成本。

13、在一种可能的实施方式中，所述密封件的厚度为400μm-800μm。

14、在一种可能的实施方式中，所述粘合剂的厚度为25μm-100μm。

15、与现有技术相比，采用上述技术方案能够在单电池的厚度偏差达到200μm-400μm时，根据发泡树脂的膨胀倍率与公差，结合单电池之间的间距，使单电池与单电池之间的密封件的厚度追踪量达到50μm-70μm，进而吸收各单电池因生产和装配时产生的厚度偏差，保证各个单电池厚度方向上的一致性，进而提升燃料电池电堆的性能。

技术特征：

1.一种燃料电池电堆的密封方法，所述燃料电池电堆由若干个单电池(1)串联式堆叠形成，相邻两个所述单电池(1)之间设有密封件(2)，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的密封方法，其特征在于，所述密封件(2)的材质为具有弹性和压缩性的发泡树脂。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池电堆的密封方法，其特征在于，所述粘合剂(3)为丙烯酸丁酯与丙烯酸的混合物或羟基改性nbr。

4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆的密封方法，其特征在于，所述密封件(2)的厚度为400μm-800μm。

5.根据权利要求4所述的燃料电池电堆的密封方法，其特征在于，所述粘合剂(3)的厚度为25μm-100μm。

技术总结本发明涉及一种燃料电池电堆的密封方法，通过对单电池的极板的表面进行处理得到的表面特性，增加了密封件上粘合剂与极板表面的极性匹配性，更好的填充了极板表面的锯齿孔隙，增加了粘合剂与极板的接触面积，提升了粘合剂与极板表面的粘合力，从而抑制密封件与被单电池之间密封性的劣化。技术研发人员：邹宁,蒋彦受保护的技术使用者：中星慧业新能源科技（北京）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27