一种提高电池运行稳定性的部件制造技术

本发明专利技术涉及一种提高电池运行稳定性的部件，用于燃料电池中，所述的燃料电池包括导流板、气体扩散层及膜电极，所述的气体扩散层包括空气扩散层和氢气扩散层，所述的部件由导电材料制成，并设置在所述的导流板与空气扩散层之间，用于对所述的膜电极中的质子交换膜保湿，所述的部件上设有至少一个用于通气体和液体的通孔。与现有技术相比，本发明专利技术具有使用方便、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种提高电池运行稳定性的部件
本专利技术属于燃料电池领域，尤其是涉及一种提高电池运行稳定性的部件。
技术介绍
燃料电池是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含反应物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。氢-氧燃料电池的工作原理如下：负极：H2→2H++2e-正极：1/2O2+H++2e-→H2O电池反应：H2+1/2O2＝＝H2O由于燃料电池的比能量高、环境友好、兼容可再生能源等特点，得到了全球各国政府、企业及研究团体的极大重视。美、日、欧等发达国家持续加强对燃料电池领域的支持，相关技术不断突破，车用质子膜燃料电池已经开始商用。由于燃料电池的质子交换膜在传导氢质子时需要水份，因此传统的燃料电池在进入燃料电池前的空气和氢气中进行增湿，这样使燃料电池系统的结构复杂，可靠性降低。如中国专利申请201210559773.4公开了一种用于燃料电池的膜增湿器，包括圆柱形壳体、增湿管、空气挡板和氢气挡板；增湿管为两层结构，外层为芳纶纸管，内层为不锈钢筛网，增湿管两端分别固定在空气挡板和氢气挡板上，密封与圆柱形壳体内部，形成管程和壳程。该装置结构复杂、使用不便。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用方便、成本低的提高电池运行稳定性的部件。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种提高电池运行稳定性的部件，用于燃料电池中，所述的燃料电池包括导流板、气体扩散层及膜电极，所述的气体扩散层包括空气扩散层和氢气扩散层，所述的部件由导电材料制成，并设置在所述的导流板与空气扩散层之间，用于对所述的膜电极中的质子交换膜保湿，所述的部件上设有至少一个用于通气体和液体的通孔。所述的导电材料为石墨纸。所述的导电材料为金属板。所述的部件的厚度为0.01—2mm，在该范围内，增加了该部件的燃料电池的外观结构几乎没有变化。所述的部件的尺寸与所述的空气扩散层的尺寸相匹配。所述的通孔的面积与所述的部件上的非通孔的面积的比例为1:1—1:20，在这个比例范围内，该部件既不影响燃料电池本身的发电性能，又能很好的对质子交换膜保湿，使得燃料电池的性能优化。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)将本专利技术加在燃料电池气体扩散层的外部，能使反应产生的水分保持在电池内部，避免了外加增湿器给气体增湿，结构简单；(2)本专利技术的部件上的通孔的面积与所述的部件上的非通孔的面积的比例为1:1—1:20，在这个比例范围内，部件既不影响燃料电池本身的发电性能，又能很好的对质子交换膜保湿，使得燃料电池的性能优化；(3)本专利技术部件的厚度为0.01—2mm，在该范围内，增加了该部件的燃料电池的外观结构几乎没有变化；(4)本专利技术成本低、使用方便，适合大范围推广使用。附图说明图1为加入本专利技术一种提高电池运行稳定性的部件的燃料电池的结构示意图；图2为加入本专利技术一种提高电池运行稳定性的部件燃料电池的性能曲线；图3为未加入本专利技术的燃料电池的性能曲线；图中标识为：1膜电极，2空气扩散层，3氢气扩散层，4部件，5空气导流板，6氢气导流板。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种提高电池运行稳定性的部件，用于燃料电池中，现有的燃料电池为依次设置的空气导流板5、空气扩散层2、膜电极1、氢气扩散层3及氢气导流板6，本专利技术在空气导流板5与空气扩散层2之间增加由导电材料制成的部件4，如图1所示，用于对膜电极1中的质子交换膜保湿，部件4上设有至少一个用于通气液体的通孔。本实施例的部件4为石墨纸，厚度为0.01mm，部件4的尺寸与空气扩散层5的尺寸相匹配。部件4上通孔的面积与非通孔的面积的比例为1:1。本实施例将燃料电池按照单电池层叠堆加，组装成具有22片单电池的电池堆。电池堆的运行温度为62度，采用风扇进行供氧和散热。其中一个电池堆的单电池中加入本专利技术的部件4，另一个没有加入，运行结果如图2和图3所示，其中图2为加入本专利技术部件4的燃料电池的性能曲线，图3为未加入本专利技术的燃料电池的性能曲线，通过对比图2和图3可以看出，加入部件4后，电池的性能提高，能够长时间稳定运行。实施例2本实施例中，部件4为金属板，厚度为2mm，部件4上通孔的面积与扩4散层上非通孔的面积的比例为1:20，其余同实施例1。实施例3本实施例中，部件4的厚度为0.5mm，部件4上通孔的面积与部件4上非通孔的面积的比例为1:10，其余同实施例1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高电池运行稳定性的部件，用于燃料电池中，所述的燃料电池包括导流板、气体扩散层及膜电极，所述的气体扩散层包括空气扩散层和氢气扩散层，其特征在于，所述的部件由导电材料制成，并设置在所述的导流板与空气扩散层之间，用于对所述的膜电极中的质子交换膜保湿，所述的部件上设有至少一个用于通气体和液体的通孔。

【技术特征摘要】
1.一种提高电池运行稳定性的部件，用于燃料电池中，所述的燃料电池包括导流板、气体扩散层及膜电极，所述的气体扩散层包括空气扩散层和氢气扩散层，其特征在于，所述的部件由导电材料制成，并设置在所述的导流板与空气扩散层之间，用于对所述的膜电极中的质子交换膜保湿，所述的部件上设有至少一个用于通气体和液体的通孔。2.根据权利要求1所述的一种提高电池运行稳定性的部件，其特征在于，所述的导电材料为石墨纸。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董辉，
申请(专利权)人：上海攀业氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31