【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种燃料电池堆的组合式单元电池(unitized unit cell)。
技术介绍
1、燃料电池是一种通过堆中的电化学反应将燃料中所含的化学能转化为电能的发电装置，燃料电池不仅可以用于为工业、家庭和车辆供应驱动电力，而且可以用于为诸如便携式装置的小型电子产品供应电力，并且近来，作为高效清洁能源，燃料电池的使用范围逐渐扩大。
2、一般燃料电池的单元电池具有位于其最内侧的膜-电极组件(mea)，并且膜-电极组件包括能够移动质子的聚合物电解质膜以及应用到电解质膜的两个表面上以使氢和氧能够反应的催化剂层，即阳极(anode)和阴极(cathode)。
3、进一步地，气体扩散层(gdl)层叠在膜-电极组件的外部，即层叠在阳极和阴极所位于的外部，并且形成流场的隔板位于气体扩散层的外侧，以供应燃料并排出反应产生的水。
4、包括上述构造的多个单元电池通过串联层叠而构成燃料电池堆，以使燃料电池产生期望水平的输出。燃料电池堆包括组合在单元电池的最外侧以支撑并固定多个单元电池的端板。
5、另一方面，在相关技术中，为了保持单元电池的密封并便于其层叠工艺，已经生产并使用了膜-电极组件和垫圈组合的膜-电极-垫圈组件(mega)。
6、进一步地，最近进行了对气体扩散层接合到膜-电极组件上的膜-电极-气体扩散层组件(发电组件(ega))和垫圈组合的一体化框架的研究。
7、该研究的成果之一是生产出一种围绕膜-电极-垫圈组件(mega)的边界的弹性体框架。
8、然而，弹性
9、进一步地，因为弹性体框架通过弹性体框架的热熔合而接合到由金属材料制成的隔板上，所以出现隔板和弹性体框架无法以期望水平进行接合的问题。因此，在通过层叠单元电池来制造燃料电池堆时，出现对齐单元电池方面的问题。
10、另一方面，就燃料电池而言，出现以下问题：化学反应产生的水聚集在反应区域的外部区域中，从而导致膜-电极组件(mea)被腐蚀。
11、由于膜-电极组件(mea)的腐蚀极大地影响燃料电池的耐用性，因此必须对此进行预防。
12、通常，形成用于排水的凹槽结构以有效地从燃料电池排出所产生的水。然而，在通过在膜-电极组件(mea)或气体扩散层(gdl)上形成用于排出所产生的水的凹槽来排出所产生的水或者将所产生的水聚集在金属隔板上的情况下，存在以下问题：所产生的水仍然残留在反应区域。
13、进一步地，存在以下缺点：在诸如膜-电极组件(mea)或气体扩散层(gdl)的薄层上实际制造凹槽结构可能非常困难，并且在通过在金属隔板上形成来制造该结构的情况下，反应区域可能会改变。
14、前述
技术介绍
的描述仅旨在帮助理解本公开的背景，并不旨在表示本公开落入已公知的相关技术的范围内。
技术实现思路
1、本公开涉及一种燃料电池堆的组合式单元电池，更特别地，涉及一种能够顺利地排出产生水的燃料电池堆的组合式单元电池。
2、本公开的实施例提供一种燃料电池堆的组合式单元电池，其能够通过使用硬塑料材料生产多个片，在多个片中的每一个上冲压出指定形状并且接合各片来生产具有三维(3d)形状的片状框架，进而与膜-电极-垫圈组件(mega)和一对隔板接合而组合形成。
3、特别地，本公开的实施例提供一种燃料电池堆的组合式单元电池，其中用于排出产生水的排出流场形成在片状框架内部。
4、本公开的实施例所要解决的技术问题不一定局限于上述技术问题，可以理解的是，本公开所属领域的普通技术人员能够根据本公开的实施例的描述清楚理解其它未提及的技术问题。
5、根据本公开的实施例的一种燃料电池堆的组合式单元电池包括：插入件，包括膜-电极组件和一对气体扩散层，在膜-电极组件中，第一电极层形成在聚合物电解质膜的一个表面上并且第二电极层形成在聚合物电解质膜的另一表面上，一对气体扩散层设置在膜-电极组件的两个表面上；片状框架，通过接合多个片形成，设置为在插入件的外部区域中围绕插入件的边界，并在与插入件的边界的界面处与插入件的边界接合，并且在片状框架中在宽度方向上的边缘处沿长度方向形成有用于排出从插入件产生的产生水的排出流场；以及一对隔板，具有被构造成向片状框架的两个表面供应反应气体并排出反应产生的产生水的流场。
6、在实施例中，片状框架包括：第一基片和第二基片，第一基片和第二基片各自具有安置有被设置为插入件的边界的第一插入件通孔的中心区域；以及第一流场片，接合在第一基片和第二基片之间并且具有形成有与第一插入件通孔连通的第二插入件通孔的中心区域，其中排出流场形成在第一流场片上。
7、在实施例中，在第一基片和第二基片上，多个第一歧管通孔形成在长度方向上基于第一插入件通孔的一侧上并且被构造成使反应气体和冷却水流入和流出，并且多个第二歧管通孔形成在长度方向上的另一侧上并被构造成使反应气体和冷却水流入和流出。在实施例中，在第一流场片上，与多个第一歧管通孔连通的多个第三歧管通孔形成在长度方向上基于第二插入件通孔的一侧上，并且与第二歧管通孔连通的多个第四歧管通孔形成在长度方向上的另一侧上，并且排出流场是在第一流场片上与第二插入件通孔相邻的位置处与多个第三歧管通孔中的任意一个连通的第一排出流场。
8、在实施例中，一对气体扩散层被分为面向膜-电极组件的第一电极层的第一气体扩散层和面向膜-电极组件的第二电极层的第二气体扩散层。在实施例中，一对隔板被分为面向第一气体扩散层的第一隔板和面向第二气体扩散层的第二隔板，并且第一排出流场在第一气体扩散层和第一隔板彼此接触的区域中与多个第三歧管通孔中的任意一个连通。
9、在实施例中，第一排出流场被分为第一主排出流场以及多个第一分支排出流场，该第一主排出流场在片状框架的宽度方向上的边缘处沿长度方向形成，并且该第一主排出流场的端部与多个第三歧管通孔中的任意一个连通，该多个第一分支排出流场沿长度方向以指定间隔间隔开并且从第一主排出流场朝向第二插入件通孔分支。
10、在实施例中，第一主排出流场与多个第三歧管通孔之中基于重力方向位于最下端处的第三歧管通孔连通。
11、在实施例中，第二插入件通孔形成为使得其边缘比第一插入件通孔大指定宽度。在实施例中，当第一基片、第二基片和第一流场片接合时，由于第二插入件通孔和第一插入件通孔之间的尺寸差，形成与第一流场片的厚度一样的台阶部。在实施例中，插入件的边缘接合到台阶部上。
12、在根据本公开的实施例的燃料电池堆的组合式单元电池中，片状框架包括：第一基片和第二基片，第一基片和第二基片各自具有安置有被设置为插入件的边界的第一插入件通孔的中心区域；以及第一流场片和第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池堆的组合式单元电池，包括：
2.根据权利要求1所述的电池，其中，
3.根据权利要求2所述的电池，其中，
4.根据权利要求3所述的电池，其中，
5.根据权利要求4所述的电池，其中，
6.根据权利要求5所述的电池，其中，
7.根据权利要求2所述的电池，其中，
8.根据权利要求1所述的电池，其中，
9.根据权利要求1所述的电池，其中，
10.一种燃料电池堆的组合式单元电池，包括：
11.根据权利要求10所述的电池，其中，
12.根据权利要求11所述的电池，其中，
13.根据权利要求12所述的电池，其中，
14.根据权利要求13所述的电池，其中，
15.根据权利要求10所述的电池，其中，
16.根据权利要求10所述的电池，其中，
17.根据权利要求10所述的电池，其中，
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池堆的组合式单元电池，包括：
2.根据权利要求1所述的电池，其中，
3.根据权利要求2所述的电池，其中，
4.根据权利要求3所述的电池，其中，
5.根据权利要求4所述的电池，其中，
6.根据权利要求5所述的电池，其中，
7.根据权利要求2所述的电池，其中，
8.根据权利要求1所述的电池，其中，
9.根据权利要求1所述的电池，其中...
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