混合密封的涂覆方法

专利名称：混合密封的涂覆方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池系统，更确切地说，是一种制造就地成形的密封的方法，该密 封用于在燃料电池系统的板之间进行密封。
背景技术：
燃料电池系统在很多应用方面被越来越多地用作能源。例如，已有人提出将燃料 电池系统用于耗能物体，例如用于车辆中取代内燃机。这种系统已经在共同拥有的、专利号 为7459227的美国专利中公开，在此通过引用结合其全文。就像摄像机、电脑和其他类似物 中的便携式电源一样，燃料电池也可用作楼宇和住宅的固定发电设备。通常，燃料电池产生 的电可为电池充电，或为电动机供能。燃料电池是电化学装置，结合了燃料(如氢气)和氧化剂(如氧气)来产生电。氧气 通常由气流供应。氢气和氧气结合形成水。例如，也可使用其他燃料，如天然气、甲醇、汽油 以及煤的衍生合成燃料。燃料电池所用的基本工艺是高效的，基本上无污染、安静、不需要移动的零部件 (除了空气压缩机、冷却风扇、泵和致动器外)，且可构造成仅留下热和水作为副产品。根据 使用的环境，术语“燃料电池”通常用来指一个单独的电池或多个电池。多个电池通常捆扎 在一起，且用于构成具有通常以电串联方式布置的多个电池的电池堆。由于单个燃料电池 可被装配形成不同尺寸的电池堆，燃料电池系统可设计成生产所需的能量输出水平以针对 不同的应用提供设计灵活性。已知的普通类型的燃料电池是质子交换膜(PEM)燃料电池。PEM燃料电池包括三 个基本部件，阴极、阳极和电解质膜。阴极和阳极通常包括磨碎的催化剂，例如钼，由碳粒子 支撑并与离聚物混合。电解质膜夹在阴极和阳极之间形成膜电极组件(MEA)。MEA置于多孔 扩散介质(DM)之间。DM有助于气态反应物(通常是来自空气中的氢气和氧气)传送到MEA 限定的活性区，用以产生燃料电池的电化学反应。非导电垫圈使燃料电池堆的各个部件电 绝缘。当MEA和DM层压在一起形成单元时，例如，与其他部件如垫圈或类似物一起，这个 组件通常被称为组合电极组件(UEA )。UEA位于燃料电池板之间，该燃料电池板用作燃料电 池的集电器。位于燃料电池板之间的UEA部件通常被称为“非耐用品(softgoods)”。典型 的燃料电池板具有进料区，该区域将气态反应物均勻地分配至燃料电池堆的燃料电池及它 们之间。进料区具有较宽的跨距，有助于燃料电池板连接在一起，如通过焊接，而且也有利 于流体在连接的板内在不同高度之间移动。进料区包括供给孔，通过燃料电池板中形成的 流场，将气态反应物从供应歧管分配到燃料电池的活性区。进料区还包括排放孔，将残余的 气态反应物和生成物从流场引导至排放歧管。可包含一百多个板的燃料电池堆被压缩，通过穿过电池堆的角部并在电池堆的端 部锚固到框架的螺栓而将元件保持在一起。为了防止流体从板组件之间出现不希望的泄 漏，通常使用密封。密封沿着板组件的周缘和板中形成的流路的选定区域设置。
当密封表面是均勻的平坦且平行状时，可在板之间使用常规密封件。一个现有技 术的解决方案包括，分别使三维工程密封件(three-dimensional engineered seal)的形 状特别地与轮廓表面一致。该三维密封可以是全金属的，全弹性材料的，或是两者的结合。 然而，这些现有技术中的密封件可能过于昂贵。另外，这些密封对尺寸和环境的变化非常敏 感，这使得其不适于全规模生产。在生产步骤中，工程密封件还需要高度精确的放置。由于 这种工程密封不粘附于任何一个板，因此密封可能会在压缩和锚固在合适位置之前出现移 动，从而对密封产生不利影响。为了避免移动，可增加金属垫片或金属箔来夹住并完全支撑 所述工程密封，以防止发生偏转。然而，由于金属垫片必须具有抵抗密封在压力作用下偏转 的强度和厚度，因此使用金属垫片是不期望的。金属垫片还必须完全粘接到密封上，以防止 在多次重复的燃料电池操作中发生分离。因此，采用金属垫片会不期望地增加燃料电池的 复杂性和成本。新的弹性密封材料使以下情形成为可能，S卩，通常通过自动控制的喷嘴，将可流动 的密封剂直接分配到其中一个板上。然而，燃料电池板的几何形状要求被密封的流体沿着 弯曲的流路通过燃料电池。通常，弯曲的流路包括降低流体流动速率的开放区域，以及由每 个板的表面特征形成的区域减小的流路，从而形成待密封的三维表面。这些表面特征还使 得待密封的区域具有不同的厚度，从而需要分配不同厚度的密封材料。另外，控制分配喷嘴 以三维移动是困难且成本高的，且仅通过分配喷嘴来沉积密封件的过程是很耗时的，并受 到密封剂材料流动性的限制。在较高的线速下，密封剂呈现不希望的波状摆动和拉伸，降低 沉积的厚度。由于必须对分配速度进行限制，并且由于燃料电池板周边上复杂的三维表面 特征，分配过程需要一段难以接受的长时间才能完成，在此过程中未固化的密封剂被不必 要地暴露于污染。而且，由于密封剂在未固化的状态具有一定的流动性，在密封剂涂覆过程 中的较长时间会导致密封剂在固化之前，产生不希望的移动或形状改变，而再次对密封整 体性产生不利影响。而且，由于密封焊珠沿着密封表面跟随围绕板的复杂流路，因而不可能将密封剂 分配为单一的、连续的焊珠(bead)。相反，必须对多个、不连续的密封剂焊珠进行设置，以使 焊珠的断裂、流痕、交叉和/或重叠所产生的影响最小化。密封剂焊珠之间的断裂会降低密 封整体性，而焊珠的流痕、交叉和重叠会导致在既定位置涂覆的密封剂出现过剩而浪费，也 会对密封本身或对燃料电池堆的性能，或对两者产生不良的影响。因此，很希望能发明一种就地成形的密封组件，及其涂覆方法，用于在燃料电池系 统的板之间进行密封，其中密封组件和其制造防止流体从燃料电池系统泄露，有助于在燃 料电池系统中维持所需的流体速度，并进一步解决上述各种困难。

发明内容
根据本发明，已经令人惊奇地发明了一种形成用于燃料电池系统的板间密封的密 封组件的方法，其中该密封组件结构防止流体从燃料电池系统中泄露，有助于维持燃料电 池系统中流体流动的期望速度，并提供多项优点。该方法包括以下几个步骤沿着燃料电池板的需要密封材料的周边密封区域 分配可流动的密封材料；将预制的模板定位成靠近所述板的至少一部分，该模板包括与 所述板的第二密封区相对应的预定孔，这些孔与至少一些所分配的密封材料共同延伸(coextensive)；将可流动的密封材料分配到所述孔中；和使所述可流动的密封材料凝固成 不可流动的状态。在所述方法的一个实施例中，沿着单一轴线，所述分配步骤基本线性地在燃料电 池板的基本平坦部分上发生。在所述方法的另一实施例中，所述预制的模板包括孔，所述孔与所述板的需要非 线性密封材料沉积的复杂密封区域相对应。更优化地，与所述复杂密封区域相对应并限定 所述复杂密封区域的所述孔还包括不同的深度，用以接收不同厚度的密封材料，从而限定 第三维度，用以对可流动的密封材料的涂覆进行控制。不同深度的孔的外周边可由在所述 模板下侧上形成的表面特征限定并包括在所述模板下侧上形成的表面特征，其中所述模板 表面特征与所述燃料电池板上的对应表面特征匹配接合，以在密封材料涂覆期间正确地定 位所述模板。在另一实施例中，用于燃料电池的板包括具有第一表面、第二表面和多个形成于 其中的端部开口的板；在所述板的第一表面上形成的流场，该流场包括入口区和出口区，所 述入口区和出口区具有进料区通道，以提供与至少一个端部开口的流体连通；和至少一个 细长的就地成形的密封件，该密封件形成在适于与附近的燃料电池板相配合的板上以在它 们之间形成基本上不透水的密封，所述密封由通过线性分配过程与利用模板的涂覆的组合 而直接沉积在所述板上的密封材料形成。因此，本发明提供下列技术方案。技术方案1 一种用于在燃料电池板上形成就地成形的密封的方法，包括 将可流动的密封材料分配到燃料电池板的需要所述密封材料的第一密封区上；
将预制的模板放置成邻近所述燃料电池板的至少一部分，该模板包括与所述板的第二 密封区相对应的孔，所述孔与第一密封区的至少一部分共同延伸； 将所述可流动的密封材料涂覆于所述孔中；和 使所述可流动的密封材料固化成不可流动的状态。技术方案2 根据技术方案1所述的方法，其中，所述分配步骤沿着单一轴线基本 线性地发生于所述燃料电池板的基本平坦的部分上。技术方案3 根据技术方案2所述的方法，其中，所述孔与所述燃料电池板的非线 性密封区相对应并限定该非线性密封区。技术方案4:根据技术方案3所述的方法，其中，所述非线性密封区环绕所述燃料 电池板中的至少一个端部开口。技术方案5 根据技术方案2所述的方法，其中，第二密封区与所述燃料电池板密 封区的非线性部分相对应。技术方案6 根据技术方案5所述的方法，其中，第二密封区还与所述燃料电池板 的具有三维表面特征的部分相对应。技术方案7 根据技术方案6所述的方法，其中，所述模板还包括与所述燃料电池 板的三维表面特征匹配接合以在所述涂覆步骤中定位所述模板的表面特征。技术方案8 根据技术方案7所述的方法，其中，所述模板下表面的至少一部分限 定阻碍所述密封材料的轴向流动的屏障。技术方案9 一种用于在燃料电池板上形成就地成形的密封的方法，包括
5将可流动的密封材料分配到所述板的需要密封材料的第一密封区上； 将预制的镂空模板放置成靠近所述板，其中所述镂空模板包括限定所述板的第二密封 区的空隙，该空隙与第一密封区的至少一部分共同延伸； 涂覆所述可流动的密封材料以填充所述空隙；和 使所述可流动的密封材料固化成不可流动的状态。技术方案10 根据技术方案9所述的方法，其中，所述分配步骤沿着单一轴线基本 线性地发生于所述燃料电池板的基本平坦的部分上。技术方案11 根据技术方案10所述的方法，其中，第一密封区基本上是平坦的。技术方案12 根据技术方案9所述的方法，其中，第二密封区沿所述燃料电池板的 至少两个轴线布置。技术方案13 根据技术方案9所述的方法，其中，第一密封区的至少一部分和第二 密封区重叠，以形成交错的连续密封。技术方案14 根据技术方案9所述的方法，其中，第二密封区还与所述燃料电池板 的具有三维表面特征的部分相对应。技术方案15 根据技术方案14所述的方法，其中，所述模板还包括与所述燃料电 池板的三维表面特征匹配接合以在所述涂覆步骤中定位模板的表面特征。技术方案16 根据技术方案15所述的方法，其中，所述模板下表面的至少一部分 限定阻碍所述密封材料的轴向流动的屏障。技术方案17 —种用于燃料电池的板，其包括 具有第一表面、第二表面和形成于其中的多个端部开口的板；
在所述板的第一表面上形成的流场，该流场包括入口进料区和出口区，所述入口进料 区和出口区具有与所述至少一个端部开口流体连通的进料区通道，该进料区通道限定了三 维表面特征；以及
在所述板上形成的至少一个细长密封件，该密封件包括基本线性的部分和基本非线性 的部分，所述密封件包括至少一个重叠的接口，使所述线性部分和所述非线性部分交错，从 而形成基本上连续的密封。技术方案18 根据技术方案17所述的板，其中，所述密封件的非线性部分环绕多 个端部开口。技术方案19 根据技术方案17所述的板，其中，所述密封件的非线性部分对所述 板的所述三维表面特征进行密封。


本领域技术人员通过下面结合附图对优选实施方式的描述，将很容易理解上述优 点以及本发明的其他优点。图1是根据本发明实施例的质子交换膜燃料电池堆的透视分解图； 图2是图1所示燃料电池堆的燃料电池板的部分透视图3是根据本发明实施例的燃料电池板及相对应的模板的透视图； 图4是利用本发明方法涂覆的密封的第一部分的示意图；和 图5是利用本发明方法仅涂覆到燃料电池板的密封的俯视图。
具体实施例方式下面的详细说明与附图描述并解释了本发明的不同实施例。该说明和附图能帮助本领域技术人员制造和利用本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。就所公开的方法， 其中的步骤本质上是示例性的，因而步骤的顺序不是必要或关键的。图1是质子交换膜(PEM)燃料电池堆10，该电池堆具有两个发电的电池12和14。 尽管所示的是双极PEM燃料电池堆，但可以理解，在不超出本发明的范围和精神的情况下， 也可以使用其他的燃料电池类型和结构。还可以理解，燃料电池堆还可以有且通常使用更 多数量的燃料电池和板。燃料电池堆10包括第一组合的电极组件(UEA) 16和第二 UEA18。UEA16，18包括 位于多孔扩散介质(DM)(未示出)之间的膜电极组件(MEA)(未示出)。可以理解的是，MEA 和DM可以是分离的部件而不是被结合在一起形成UEA。UEA16，18位于燃料电池板之间，用 作燃料电池的集电器。导电的、液体冷却的双极板组件20位于第一 UEA16和第二 UEA18之 间。第一 UEA16，第二 UEA18，以及双极板组件20堆在一起，位于单级端板组件22，24之间。 在所示的实施例中，单级端板组件22，24是适于用作单级端板组件的双极板组件。设置导 电安装板25，25丨以与双极板(其与双极板20相同)相配合，形成每个单级端板组件22，24。 可以理解的是，也可使用特别适于用作端板的端板。如图2更清楚地所示，双极板组件20是由一对板沈，26'形成的。每个板沈，26' 具有第一表面观，28'，第二表面30，30'，和外周边缘32，32'。板沈，26'的第二表面 30, 30 ‘以垂直对齐的方式粘合在一起，以在其间形成冷却剂通道34。板沈，26'可用各 种方式进行粘合，例如焊接或使用粘合剂。板沈，26'通常由平面金属片通过压制操作而 形成，但是也可以根据需要采用其他方法。每个板26，26 ‘分别包括在第一表面28，28 ‘上形成的流场36。图2示出了在板 26中形成的流场36。可以理解的是，板沈‘包括在第一表面观‘上的流场，其与在板沈 第一表面观上形成的流场36具有相同的结构方面。流场36通过UEA16，18各自的面将燃 料和氧化剂气体分配至电池12，14。板沈，26'包括形成于其中的端部开口 40，40'，为氢 气和氧气提供通向电池12，14的入口。供料区通道50在入口区38中形成，以在端部开口 40和流场36之间提供流体连通。另外，端部开口 42形成在板沈，26 ‘中，为冷却剂提供通 向通道34的入口。板沈，26，包括形成于其中的端部开口 46，46 ‘，从而为氢气和氧气提 供了离开燃料电池12，14的出口。在出口区44中形成的供料区通道52在端部开口 46和 流场36之间实现流体连通。另外，在板26，26 ’中形成的端部开口 48为冷却剂离开通道 34提供了出口。板沈，26 ’中可形成流动通道(未示出)，用于提供与冷却剂通道34和相应的端部开口 42，48的流体连通。可选择地，可在板26，26丨中靠近端部开口 42，48的位置形成孔 (未示出)，用于提供与冷却剂通道；34和相应的端部开口 42，48的流体连通。可以理解的是， 所述流体通道和孔均可形成在板26，26丨中以提供冷却剂通道34和相应的端部开口 42，48 之间的流体连通。每个板组件20，22，24在其至少一个外表面上包括至少一个形成为细长突起的周边密封。为了清楚起见，参考图2对仅一个周边密封80进行描述，该密封应用于双极板组件20和构成双极板组件20的至少一个板26，26 ‘。可以理解的是，周边密封80可应用于 燃料电池堆10的任何或全部板和极组件。周边密封80包括外周部分82，其基本上环绕板沈的外周边缘32。周边密封80 还包括内部分84，靠近并环绕至少一个端部开口 40，40 ‘，42，46，46 ‘，48。在一个实施例 中，内密封部分84环绕所有上述端部开口 40，40 ‘，42，46，46 ‘，48。可以理解的是，尽管各个端部开口 40，40 ‘ ,42,46,46 ‘，48在图2中示出为基本 上都是椭圆形的横截面，但为了燃料电池的高效操作，端部开口 40，40 ‘ ,42,46,46'和48 可根据需要设计成任何希望的横截面结构。类似地，板26，26'的外周边缘32，32'可以 是任何需要的横截面构造。因此，周边密封80的形状，包括外周部分82和内部分84，取决 于整个燃料电池的横截面和形状，包括板组件22和相应的端部开口 40，40' ,42,46,46'， 48的横截面和形状。由于板沈，26 ‘和端部开口 40，40 ‘ ,42,46,46 ‘ ,48的周边形状变 得更复杂，将周边密封80制成为单独形成的工程密封的效率会下降，而且在制造过程中正 确且精确地在板26，26 ‘上定位周边密封80将变得更加困难。本发明利用了就地成形的密封作为制造过程的一部分，以直接且精确地在所需位 置放置材料形成周边密封80。通常，这种就地成形的密封应用为随后会经历固化过程的粘 性流体。固化过程可以是加热，应用紫外光或其他任何适宜的固化过程。在常规的应用中，粘性密封材料通过分配喷嘴或其他涂覆末端进行涂覆。另外，如 图2所示，板组件22的几何形状，特别是进料区通道50，52要求被密封的流体沿着弯曲流 路通过燃料电池。该弯曲的流路通常包括降低流体流动速率的开放区，以及由每个板的表 面特征122，IM形成的减小区域的流路，从而形成待密封的三维表面。表面特征122，IM还 形成厚度不同的待密封区域，从而需要分配厚度不同的密封材料，特别是环绕歧管40，46。 控制分配喷嘴沿着多轴进行移动是困难的且成本高，而且仅仅通过分配喷嘴来沉积密封材 料的过程是很耗时的，并且受到密封材料流动性的限制。在较高的线速(例如对于0. 1到 0. 2毫米宽的焊珠而言，高于每秒20毫米的速度)下，密封剂会呈现不希望产生的波状摆动 和拉伸，从而会减小沉积的厚度并降低密封质量。缓慢的分配过程会导致涂覆密封剂材料 的时间长得不能接受，在此期间，未固化的密封剂被不必要地暴露于污染，或过早地干燥， 或由于未固化的密封材料在固化之前移动、滑塌或形状改变而产生变形。已经确定，仅使用 分配喷嘴来分配密封材料所需的最少时间是每个板将近45秒。而且，由于周边密封80沿着密封表面围绕板沈跟随复杂、多轴的路径，因此将 密封剂分配为单独、连续的焊珠是不可行的。相反，多个、不连续的密封剂焊珠必须被配 置成使焊珠的密封厚度、断裂、流痕、交叉和/或重叠的影响最小化，特别是在端部开口 40, 40 ‘ ,42,46,46 ‘，48的附近。密封剂焊珠之间的断裂会降低密封的整体性，而焊珠的 流痕、交叉和重叠可导致涂在既定位置上的密封剂出现过剩而浪费，这也会对密封件本身 或燃料电池堆的性能或对两者产生不良影响。已经确定，周边密封80包括大致线性的部分90，92，它们与非线性(或角落)部 分94交错。另外，如密封几何形状所示，周边密封80包括环绕端部开口 40，40 ‘，42，46， 46 ‘，48的复杂部分96，其可与或不与角落部分94重叠、交错或连接。复杂部分96还必须 分别密封靠近端部开口 40，46的进料区通道50，52。进料区通道50，52具有三维密封表面， 其中相邻的表面特征122，IM之间的区域需要更多的密封剂材料，以填充它们之间的任何间隙或通道。因此，分配操作需要分配喷嘴，在角落部分94的情况下沿着至少两个轴移动， 或在复杂部分96的情况下甚至沿着三个轴移动。这种分配喷嘴的多轴控制既困难又昂贵。 另外，将角落部分94的密封剂材料与复杂部分96连接，并进一步连接至线性部分90，92，将 导致不可接受的大量焊珠结合、焊珠交叉和焊珠重叠，既浪费密封剂材料，也潜在地对周边 密封80的整体性造成不利影响。如图4所示，在本发明中，利用分配喷嘴116大体沿着单一轴线移动，可将线性部 分90，92涂在板沈的周边。由于线性密封部分90，92下方靠近外周边缘32的密封表面 98基本上没有明显特征，可以恒定的速度和涂覆量来涂覆密封剂材料。而且，由于笔直部 分90，92通常互相平行，通过沿着单一轴线在单一方向上以大致恒定的速度移动的平行喷 嘴116可基本同时地涂覆线性部分90，92，从而实现精确且快速的涂覆。如图3所示，通过将模板或镂空模板100放置在待密封的区域上并将密封材料涂 覆到模板中的孔102，来涂覆非线性部分94和复杂部分90。模板100的下表面104包括表 面特征106，其设计成与板20上形成的表面特征122，124匹配接合。模板100的表面特征 106还有助于正确地将模板100定位于板沈的表面上。通过结合单轴分配喷嘴与多轴模 板，可在燃料电池板20上精确地沉积经济的、不浪费的、快速的周边密封80。模板100包括用于接收密封材料的细长孔108。密封材料可以常规方式(例如，包 括刮板或注射方法)涂覆到孔102，108中。孔108位于与周边密封80的非线性部分94和 复杂部分96相对应的位置处，且可对应于外周部分82或内部分84或对应于两者。当密 封材料被涂覆以填充孔102，108时，密封材料沉积在板沈的表面上，以使其环绕端部开口 40, 40 ‘ ,42,46,46 ‘，48，且如果需要，还可设想沿着角落部分94围绕板沈的周边，或者 在任何需要的地方进行密封。一旦涂覆了密封材料，如图5所示，沿着周边密封80在数量 有限的预定位置处将产生重叠接口 110，使线性部分90的密封与非线性部分94交错。不需 要附加的重叠来实现完全的周边密封。有限的重叠增加了周边密封80的整体性并消除密 封材料的浪费涂覆。而且，通过用分配喷嘴116涂覆线性部分90，92，且然后在与周边密封 80的非线性部分94和复杂部分96相应的位置处涂覆密封剂材料，可完全避免产生大量的 流痕、焊珠交叉和重叠现象，从而保存密封剂材料并确保周边密封80的整体性。限定孔102，108的内表面112以下述方式被处理或形成，使未固化的密封材料不 粘着在模板100上，从而在模板被去除后，仍能允许密封材料在板沈上保持在适当位置。 孔102，108中的内表面112还可根据需要使涂覆的密封具有特定的剖面几何形状或焊珠形 状，且用作屏障，以防止密封材料在其涂覆期间出现轴向流动，从而确保将密封材料受限制 地且精确地沉积在燃料电池板20上。模板100的表面特征106在与板沈的对应表面特征122，124匹配接合时，可形成 允许更多密封剂材料填充板26的表面中的任何间隙或通道(例如，流场50，52)以防止流体 从中泄露所需的不同深度的孔。因此，模板100的表面特征106可设计成适用于密封表面 的任何需要的三维形态。进一步发现，分配喷嘴116和模板100的结合，比仅仅依赖较大模板来沉积密封剂 材料形成整个的周边密封80的方法更好。首先，这种较大的模板必须与板沈在尺寸上至 少共同延伸，使得其难以操纵。其次，密封剂材料将不得不被涂在该较大模板外表面上的较 大表面区域来填充其中的任何孔隙。将密封剂材料涂覆到较大模板的较大外表面是浪费的密封剂材料涂覆。另外，较大模板外表面上较大表面区域的未固化的密封剂受到污染，材料 过早地凝固或干燥，将导致在制造过程中周边密封80的不充分覆。在一种优选的涂覆方法中，通过使平行的分配喷嘴116以基本上恒定的速度和基 本上恒定的涂覆量移动，首先将密封材料大致沿着相应于线性部分90，92的第一轴线进行 分配。如图4所示，该分配可相对于每个线性部分90，92几乎同时发生。之后不久，并在固 化过程之前，将模板100放置成靠近板沈，使模板100的表面特征106与板沈的表面特征 122，124匹配接合。这种匹配接合确保了模板100的正确定位，且因此确保了周边密封80 的正确涂覆。密封材料被涂覆到模板100中的孔102，108，从而用密封材料填充孔102，108， 而不会出现空隙或缺陷。可采用任何方法将密封材料涂覆到模板孔中。然而，已发现，刮板 或其他擦拭涂覆密封材料，在涂抹过程中使模板100的外表面114上的未固化密封材料的 表面区最小化。使涂覆密封材料的表面区域最小化，还使得密封材料在固化之前被污染的 可能性最小化。一旦已经正确地涂覆了密封材料来填充模板100的孔102，108，就可除去模板，且 就地成形的整个密封将经历适当的固化过程。需要指出的是，固化过程并不需要去除模板。 但是，已经发现，模板不必在固化过程中保持就位。从上述描述中，本领域普通技术人员可以很容易地知晓本发明的必要技术特征， 在不超出本发明精神和范围的情况下，对本发明作出各种变化和修改以使其适于不同的用 途和条件。
权利要求
1.一种用于在燃料电池板上形成就地成形的密封的方法，包括将可流动的密封材料分配到燃料电池板的需要所述密封材料的第一密封区上；将预制的模板放置成邻近所述燃料电池板的至少一部分，该模板包括与所述板的第二 密封区相对应的孔，所述孔与第一密封区的至少一部分共同延伸；将所述可流动的密封材料涂覆于所述孔中；和使所述可流动的密封材料固化成不可流动的状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分配步骤沿着单一轴线基本线性地发生于 所述燃料电池板的基本平坦的部分上。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述孔与所述燃料电池板的非线性密封区相对 应并限定该非线性密封区。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述非线性密封区环绕所述燃料电池板中的至 少一个端部开口。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，第二密封区与所述燃料电池板密封区的非线性 部分相对应。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，第二密封区还与所述燃料电池板的具有三维表 面特征的部分相对应。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述模板还包括与所述燃料电池板的三维表面 特征匹配接合以在所述涂覆步骤中定位所述模板的表面特征。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述模板下表面的至少一部分限定阻碍所述密 封材料的轴向流动的屏障。
9.一种用于在燃料电池板上形成就地成形的密封的方法，包括将可流动的密封材料分配到所述板的需要密封材料的第一密封区上；将预制的镂空模板放置成靠近所述板，其中所述镂空模板包括限定所述板的第二密封 区的空隙，该空隙与第一密封区的至少一部分共同延伸；涂覆所述可流动的密封材料以填充所述空隙；和使所述可流动的密封材料固化成不可流动的状态。
10.一种用于燃料电池的板，其包括具有第一表面、第二表面和形成于其中的多个端部开口的板；在所述板的第一表面上形成的流场，该流场包括入口进料区和出口区，所述入口进料 区和出口区具有与所述至少一个端部开口流体连通的进料区通道，该进料区通道限定了三 维表面特征；以及在所述板上形成的至少一个细长密封件，该密封件包括基本线性的部分和基本非线性 的部分，所述密封件包括至少一个重叠的接口，使所述线性部分和所述非线性部分交错，从 而形成基本上连续的密封。
全文摘要
本发明涉及混合密封的涂覆方法，公开了一种在燃料电池板上形成就地成形密封的方法。该方法包括，首先将可流动的密封材料沿着燃料电池板的需要密封材料的第一密封区进行分配。然后，将预制的模板放置成靠近燃料电池板至少一部分，该模板包括与板第二密封区相对应的预定孔，使孔与第一密封区的至少一部分共同延伸。可流动的密封材料被涂到上述孔中，然后固化成不可流动的状态。
文档编号H01M8/02GK102148383SQ201110034950
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月8日
发明者M·W·基泽 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司