一种燃料电池单电池和燃料电池制造技术

本发明专利技术提供一种燃料电池单电池和燃料电池，单电池包括：第一极板、第二极板和设置在第一极板和第二极板之间的膜电极，第一极板上的朝向第二极板的一侧面上设置有第一凸起时，第二极板上的朝向第一极板的一侧面上设置有第二凹槽，且第一凸起和第二凹槽相匹配地卡合相接；第一极板上的朝向第二极板的一侧面上设置有第一凹槽时，第二极板上的朝向第一极板的一侧面上设置有第二凸起，且第一凹槽和第二凸起相匹配地卡合相接。本发明专利技术能够有效地防止燃料电池装堆后单电池之间的横向位移错位，尤其是防止燃料电池电堆在受到横向冲击时，单电池之间的相对位置在大加速度的长时间振动出现的错位现象，有效提升了燃料电池电堆整体结构的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池单电池和燃料电池
本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池单电池和燃料电池。
技术介绍
燃料电池电堆是将燃料通过电化学反应直接生成电能的装置，是由一片一片燃料电池单电池堆叠而成。燃料电池的单电池技术在不断发展成熟，产品向更加集成化方向发展。目前已经有一些燃料电池产品开始使用单电池单元的集成化技术，将密封垫与双极板、膜电极粘接在一起的形式。单电池之间是冷却水通过的水腔，水腔周围也有密封槽，放置有预制的密封垫进行密封。燃料电池在汽车上使用时，有可能受到撞击、震荡等机械运动的影响，单电池之间可能出现错位，导致漏水漏气，所以电堆整体结构的稳定非常重要。一般的电堆设计，单电池之间直接正负极贴合、密封，接触部为平面，单电池之间完全通过垂直于接触面的固定螺杆或者绑带提供装堆压力进行固定。在这种设计中，电堆受到横向冲击时，单电池之间的相对位置只能通过纵向的压力产生的摩擦力保持稳定，在大加速度的长时间振动中容易出现错位现象。由于现有技术中的燃料电池电堆在受到横向冲击时，单电池之间的相对位置在大加速度的长时间振动中容易出现错位现象等缺陷，因此本专利技术研究设计出一种燃料电池单电池和燃料电池。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃料电池电堆在受到横向冲击时，单电池之间的相对位置容易出现错位现象的缺陷，从而提供一种燃料电池单电池和燃料电池。为了解决上述问题，本专利技术提供一种燃料电池单电池，其包括：第一极板、第二极板和设置在所述第一极板和所述第二极板之间的膜电极，其中在所述第一极板上的朝向所述第二极板的一侧面上和/或背离所述第二极板的一侧面上设置有第一凸起或第一凹槽；在所述第二极板上的朝向所述第一极板的一侧面上和/或背离所述第一极板的一侧面上设置有第二凸起或第二凹槽；当所述第一极板上的朝向所述第二极板的一侧面上设置有第一凸起时，所述第二极板上的朝向所述第一极板的一侧面上设置有第二凹槽，且所述第一凸起和所述第二凹槽相匹配地卡合相接；当所述第一极板上的朝向所述第二极板的一侧面上设置有第一凹槽时，所述第二极板上的朝向所述第一极板的一侧面上设置有第二凸起，且所述第一凹槽和所述第二凸起相匹配地卡合相接。优选地，所述第一凸起和所述第二凹槽形成为凹凸半包络结构或凹凸全包络结构，和/或，所述第一凹槽和所述第二凸起形成为凹凸半包络结构或凹凸全包络结构。优选地，当所述第一凸起和所述第二凹槽形成为凹凸半包络结构时：所述第一凸起为形成在所述第一极板上的“I”形凸起，所述第二凹槽为通过在所述第二极板上设置“U”形凸起而形成，且通过所述“U”形凸起而形成的所述第二凹槽能够卡设于所述“I”形凸起上；当所述第一凹槽和所述第二凸起形成为凹凸半包络结构时：所述第一凹槽为通过在所述第一极板上设置“U”形凸起而形成，所述第二凸起为形成在所述第一极板上的“I”形凸起，且通过所述“U”形凸起而形成的所述第一凹槽能够卡设于所述“I”形凸起上。优选地，当所述第一凸起和所述第二凹槽形成为凹凸半包络结构时：所述第一凸起为形成在所述第一极板上的“I”形凸起，所述第二凹槽为通过在所述第二极板上设置“II”形凸起而形成，且通过所述“II”形凸起而形成的所述第二凹槽能够卡设于所述“I”形凸起上；当所述第一凹槽和所述第二凸起形成为凹凸半包络结构时：所述第一凹槽为通过在所述第一极板上设置“II”形凸起而形成，所述第二凸起为形成在所述第一极板上的“I”形凸起，且通过所述“II”形凸起而形成的所述第一凹槽能够卡设于所述“I”形凸起上。优选地，当所述第一凸起和所述第二凹槽形成为凹凸全包络结构时：所述第一凸起为形成在所述第一极板上的圆形凸起，所述第二凹槽为通过在所述第二极板上设置环形凸起而形成，且通过所述环形凸起而形成的所述第二凹槽能够卡设于所述圆形凸起上；当所述第一凹槽和所述第二凸起形成为凹凸全包络结构时：所述第一凹槽为通过在所述第一极板上设置环形凸起而形成，所述第二凸起为形成在所述第一极板上的圆形凸起，且通过所述环形凸起而形成的所述第一凹槽能够卡设于所述圆形凸起上。优选地，所述第一凸起为锯齿状的第一凸起结构，所述第二凹槽为通过锯齿状的第二凸起结构而形成，所述第一凸起结构和所述第二凸起结构交错设置、使得所述第一凸起和所述第二凹槽形成卡合结构；和/或，所述第二凸起为锯齿状的第三凸起结构，所述第一凹槽为通过锯齿状的第四凸起结构而形成，所述第三凸起结构和所述第四凸起结构交错设置、使得所述第二凸起和所述第一凹槽形成卡合结构。优选地，所述第一极板和所述第二极板为金属冲压双极板。优选地，所述第一极板和所述第二极板为石墨双极板。本专利技术还提供一种燃料电池，其包括前任一项所述的燃料电池单电池。本专利技术提供的一种燃料电池单电池和燃料电池具有如下有益效果：本专利技术通过在燃料电池单电池的两个极板上分别设置的凹槽和凸起结构，使得凸起和凹槽之间形成有效的卡合结构，能够有效地防止燃料电池装堆后单电池之间的横向位移错位，尤其是防止燃料电池电堆在受到横向冲击时，单电池之间的相对位置在大加速度的长时间振动出现的错位现象，有效提升了燃料电池电堆整体结构的稳定性。附图说明图1是本专利技术的燃料电池金属双极板单电池的第一极板正面结构图；图2是本专利技术的燃料电池金属双极板单电池的第二极板背面结构图；图3是本专利技术的燃料电池金属双极板单电池的立体结构图；图4是本专利技术的燃料电池金属双极板单电池组装完成后的正面结构图；图5是图4的C-C截面图；图6是图4的D-D截面图；图7是本专利技术的燃料电池石墨双极板单电池的立体结构图；图8是本专利技术的燃料电池石墨双极板单电池组装完成后的正面结构图；图9是图8的B-B截面图。附图标记表示为：1、第一极板；2、第二极板；3、“I”形凸起；4、“U”形凸起；5、圆形凸起；6、环形凸起；7、“II”形凸起；8、第一凸起结构；9、第二凸起结构。具体实施方式如图1-9所示，本专利技术提供一种燃料电池单电池，其包括：第一极板1、第二极板2和设置在所述第一极板1和所述第二极板2之间的膜电极3，其中在所述第一极板1上的朝向所述第二极板2的一侧面上和/或背离所述第二极板2的一侧面上设置有第一凸起或第一凹槽；在所述第二极板2上的朝向所述第一极板1的一侧面上和/或背离所述第一极板1的一侧面上设置有第二凸起或第二凹槽；当所述第一极板1上的朝向所述第二极板2的一侧面上设置有第一凸起时，所述第二极板2上的朝向所述第一极板1的一侧面上设置有第二凹槽，且所述第一凸起和所述第二凹槽相匹配地卡合相接；当所述第一极板1上的朝向所述第二极板2的一侧面上设置有第一凹槽时，所述第二极板2上的朝向所述第一极板1的一侧面上设置有第二凸起，且所述第一凹槽和所述第二凸起相匹配地卡合相接。本专利技术通过在燃料电池单电池的两个极板上分别设置的凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池单电池，其特征在于：包括：/n第一极板(1)、第二极板(2)和设置在所述第一极板(1)和所述第二极板(2)之间的膜电极(3)，其中在所述第一极板(1)上的朝向所述第二极板(2)的一侧面上和/或背离所述第二极板(2)的一侧面上设置有第一凸起或第一凹槽；在所述第二极板(2)上的朝向所述第一极板(1)的一侧面上和/或背离所述第一极板(1)的一侧面上设置有第二凸起或第二凹槽；当所述第一极板(1)上的朝向所述第二极板(2)的一侧面上设置有第一凸起时，所述第二极板(2)上的朝向所述第一极板(1)的一侧面上设置有第二凹槽，且所述第一凸起和所述第二凹槽相匹配地卡合相接；当所述第一极板(1)上的朝向所述第二极板(2)的一侧面上设置有第一凹槽时，所述第二极板(2)上的朝向所述第一极板(1)的一侧面上设置有第二凸起，且所述第一凹槽和所述第二凸起相匹配地卡合相接。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池单电池，其特征在于：包括：
第一极板(1)、第二极板(2)和设置在所述第一极板(1)和所述第二极板(2)之间的膜电极(3)，其中在所述第一极板(1)上的朝向所述第二极板(2)的一侧面上和/或背离所述第二极板(2)的一侧面上设置有第一凸起或第一凹槽；在所述第二极板(2)上的朝向所述第一极板(1)的一侧面上和/或背离所述第一极板(1)的一侧面上设置有第二凸起或第二凹槽；当所述第一极板(1)上的朝向所述第二极板(2)的一侧面上设置有第一凸起时，所述第二极板(2)上的朝向所述第一极板(1)的一侧面上设置有第二凹槽，且所述第一凸起和所述第二凹槽相匹配地卡合相接；当所述第一极板(1)上的朝向所述第二极板(2)的一侧面上设置有第一凹槽时，所述第二极板(2)上的朝向所述第一极板(1)的一侧面上设置有第二凸起，且所述第一凹槽和所述第二凸起相匹配地卡合相接。


2.根据权利要求1所述的燃料电池单电池，其特征在于：
所述第一凸起和所述第二凹槽形成为凹凸半包络结构或凹凸全包络结构，和/或，所述第一凹槽和所述第二凸起形成为凹凸半包络结构或凹凸全包络结构。


3.根据权利要求2所述的燃料电池单电池，其特征在于：
当所述第一凸起和所述第二凹槽形成为凹凸半包络结构时：
所述第一凸起为形成在所述第一极板(1)上的“I”形凸起(3)，所述第二凹槽为通过在所述第二极板(2)上设置“U”形凸起(4)而形成，且通过所述“U”形凸起而形成的所述第二凹槽能够卡设于所述“I”形凸起上；
当所述第一凹槽和所述第二凸起形成为凹凸半包络结构时：
所述第一凹槽为通过在所述第一极板(1)上设置“U”形凸起而形成，所述第二凸起为形成在所述第一极板(1)上的“I”形凸起，且通过所述“U”形凸起而形成的所述第一凹槽能够卡设于所述“I”形凸起上。


4.根据权利要求2所述的燃料电池单电池，其特征在于：
当所述第一凸起和所述第二凹槽形成为凹凸半包络结构时：
所述第一凸起为形成在所述第一极板(1)上的“I”形凸起(3)，所述第二凹槽为通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁蕴超，沈润，王海峰，王利生，
申请(专利权)人：浙江锋源氢能科技有限公司，锋源新创科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33