一种燃料电池单体制造技术

本实用新型专利技术涉及燃料电池电堆领域，具体涉及一种燃料电池单体，包括双极板组件，在双极板组件两侧设有调温组件，所述调温组件用于调节所述双极板组件的温度；所述双极板组件上设有若干测温孔。实现了双极板组件温度均匀控制和实时精确监测；提升了测试精确度。在对双极板部件降温时，可增加调温组件内液体的流速，实现快速降温，同时有效降低了对双极板组件的局部冷却作用。快速升降温，缩短了温度控制时间，提升了测试效率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池单体
本技术涉及燃料电池电堆领域，具体涉及一种燃料电池单体，特别是一种用于筛选、验证膜电极组件的燃料电池单体。
技术介绍
现燃料电池电堆主要由端板、绝缘板、集流板、双极板、密封件、膜电极组件、紧固螺栓组成；电堆的功率越大对应的膜电极组件活性面积越大，增加膜电极组件的活性面积主要通过增加单片膜电极组件的活性面积或者增加膜电极组件的数量的方式来实现。在燃料电池电催化剂的开发过程中，为了筛选、验证电催化剂，会在电催化剂RDE(RotatingDiskElectrode，旋转圆盘电极)测试的基础上进行涂覆于膜电极测试，通过将电催化剂涂覆到质子交换膜上形成膜电极组件后装配到燃料电池单体上，在更接近真实运行环境下进行筛选与验证测试。在膜电极组件筛选验证测试过程中，影响测试效率和准确度的因素包括这两个方面，一是在测试过程中需要测试在不同的温度时的数据，能否能够快速的升温降温影响测试效率，能否准确控制膜电极组件的温度影响测试准确度；二是需要将不同的膜电极组件装配到燃料电池单体中，装配的难易程度影响测试效率、装配的稳定性和一致性影响测试准确度和实验数据的重复性。现有的加热技术中：1、通过在双极板上设有电加热塞，利用电加热塞给石墨双极板加热；或者通过在双极板与绝缘板之间设计加热垫对双极板加热；这两种加热方式中电加热塞或者加热垫只能用于升温不能降温，需要降温的时候只能靠长时间的自然散热。2、通过在双极板上设计冷却流道，通过冷却液对双极板进行加热与冷却；该技术对冷却液及对应的附件要求高，单电池运行过程中有电流产生，因此通过双极板的冷却液必须为去离子水，同时需要设计有去离子器来处理冷区液中的离子。因此采用上述加热方式不能实现快速降温，或者对冷却液及附属设备要求高，影响测试效率。装配时，密封性是其中的重要因素。现有的密封技术中：1、膜电极上设计凸起或密封件，工艺相对复杂且对膜电极组件的要求较高，不适合用于单一小面积膜电极组件的筛选与验证测试。2、燃料电池单体的双极板的流道区域为平面形式，对密封垫的厚度精度要求高且薄，不便于安装和拆装后重复使用；同时需要设计相应的定位装置来实现较薄密封件的装配。上述密封方式影响燃料电池单体的装配效率进而影响测试效率，且不利于控制装配时的稳定性和一致性，进而导致测试结果不准确。因此，亟需一种能够快速、准确测试膜电极性能的燃料电池单体。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对在对膜电极组件进行测试过程中存在的测试不准确、重复性差、效率低的问题，提供一种燃料电池单体，该燃料电池单体，通过设置端板，使得膜电极组件的温度控制更为快速、精确，提高了测试速度和准确性。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种燃料电池单体，包括双极板组件，在双极板组件两侧设有调温组件，所述调温组件用于调节所述双极板组件的温度；所述双极板组件上设有若干测温孔。所述双极板组件用于夹持待测试的膜电极组件并提供气体，膜电极组件呈平面展开的板状；双极板组件为两层展开的板状体。双极板组件两侧是指垂直于双极板组件厚度方向的两侧。通过在双极板组件厚度方向的两侧设置调温组件，避免了升降温用的液体直接与双极板接触，避免了液体对双极板的局部升温或冷却效果过强；同时对液体的要求大大降低，降低了液体的维护；用调温组件加热或冷却双极板，使得双极板的温度变化更为均匀，升降温速率更易控制。在降温时，能够提高液体的流速，从而快速的实现降温，且降低了快速降温对双极板局部冷却效应。另外，在双极板组件上设有测温孔，能够实时准确监测双极板组件的温度。实现了双极板组件温度的均匀升降温控制和实时监测，提高了测试速度和测试精度。作为本技术的优选方案，所述调温组件包括依次层叠的端板、绝缘板和集流板；所述集流板与所述双极板组件接触。作为本技术的优选方案，所述端板设有进液孔、出液孔和空腔；所述空腔位于所述端板内部，且与所述进液孔和所述出液孔连通。通过在端板内部设置空腔，使得端板的温度变化更为均匀，进而使得双极板组件的温度变化更为均匀。作为本技术的优选方案，所述空腔内设有支撑肋。所述支撑肋用于传递端板两侧的压力，同时对空腔起到支撑作用，使得整个端板在保持较大空腔的情况下保持足够的机械强度和均匀的压力分布。作为本技术的优选方案，所述端板远离所述双极板组件的一侧设有加强肋。加强肋能够实现压力均匀传递和减少端板的非预期变型。作为本技术的优选方案，所述双极板组件包括依次层叠的下双极板、下密封件、膜电极组件、上密封件和上双极板；所述下双极板设有第一气体流道、第一进气通道、第一出气通道，所述第一气体流道与所述第一进气通道、所述第一出气通道连通；在所述第一气体流道外围设有密封槽；所述下密封件和所述密封槽匹配；所述上双极板设有第二气体流道、第二进气通道、第二出气通道，所述第二气体流道与所述第二进气通道、所述第二出气通道连通；在所述第二气体流道外侧设有密封面；所述上密封件与所述密封面匹配。所述下双极板和上双极板是在组装时两个双极板存在上下的关系。而并非特指方向和方位。作为本技术的优选方案，所述测温孔包括若干下双极板测温孔和若干上双极板测温孔；所述若干下双极板测温孔位于所述下双极板的侧面；所述若干上双极板测温孔位于所述上双极板的侧面。在下双极板和上双极板均设置若干测温孔使得温度检测更为准确，及时发现下双极板和上双极板的温度差异，从而快速调整。双极板的侧面是指测温孔位于双极板四周厚度方向。作为本技术的优选方案，至少一个下双极板测温孔能够测量第一气体流道中部温度，至少一个下双极板测温孔能够测量第一气体流道边缘温度；至少一个上双极板测温孔能够测量第二气体流道中部温度，至少一个上双极板测温孔能够测量第二气体流道边缘温度。气体流道中部是指，双极板膜电极组件通常为长方形，对应的气体流道也为长方形，长方形的中心位置即为气体流道的中部，长方形的四周即为气体流道的边缘温度。即测温孔的开口位于双极板的侧面，至少一个测温孔的底部位于气体流道的中部的下方，至少一个测温孔的底部位于气体流道的边缘的下方，但测温孔并不和气体流道连通。第一气体流道和第二气体流道的设置方式一致。通过将测温孔位置设置到第一气体流道和第二气体流道中部以及边缘位置，此位置在测试时更接近膜电极组件，故能够更准确的测试膜电极组件的温度。作为本技术的优选方案，所述第二气体流道高出所述密封面；所述上密封件装配后高出所述第二气体流道。通过将第二气体流道高出所述密封面，使得上密封件的厚度增加，在装配时，更易于拿取和安装，同时密封面的形式能够降低安装精度，大大降低了组装难度，提升了组装质量，利于提高测试精确度和提升测试效率。作为本技术的优选方案，还包括螺栓组件，所述螺栓组件用于紧固所述调温组件和所述双极板组件。螺栓组件包括螺母和螺栓。作为本技术的优选方案，在端板、绝缘板、集流板、下双极板、上双极板、上密封件上均设置多个组装位置匹配的组装通孔，将螺栓组件中的螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池单体，其特征在于，包括双极板组件，在双极板组件两侧设有调温组件，所述调温组件用于调节所述双极板组件的温度；所述双极板组件上设有若干测温孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池单体，其特征在于，包括双极板组件，在双极板组件两侧设有调温组件，所述调温组件用于调节所述双极板组件的温度；所述双极板组件上设有若干测温孔。


2.根据权利要求1所述的燃料电池单体，其特征在于，所述调温组件包括依次层叠的端板(1)、绝缘板(2)和集流板(3)；所述集流板(3)与所述双极板组件接触。


3.根据权利要求2所述的燃料电池单体，其特征在于，所述端板(1)设有进液孔(14)、出液孔(13)和空腔(15)；所述空腔(15)位于所述端板(1)内部，且与所述进液孔(14)和所述出液孔(13)连通。


4.根据权利要求3所述的燃料电池单体，其特征在于，所述空腔(15)内设有支撑肋(16)。


5.根据权利要求2所述的燃料电池单体，其特征在于，所述端板(1)远离所述双极板组件的一侧设有加强肋(12)。


6.根据权利要求1-5任一所述的燃料电池单体，其特征在于，所述双极板组件包括依次层叠的下双极板(4)、下密封件(8)、膜电极组件(5)、上密封件(9)和上双极板(6)；
所述下双极板(4)设有第一气体流道(43)、第一进气通道(45)、第一出气通道(46)，所述第一气体流道(43)与所述第一进气通道(45)、所述第一出气通道(46)连通；在所述第一气体流道(43)外围设有密封槽(42)；所述下密封件(8)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒正龙，宋翔，李果林，刘征，陈启章，童恒义，陈孟杰，
申请(专利权)人：中自环保科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51