一种质子交换膜燃料电池的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是一种质子交换膜燃料电池。

背景技术：

目前质子交换膜燃料电池普遍采用风冷和水冷，其中水冷质子交换膜燃料电池的冷却水套在金属双极板或碳板，易造成水路与气路等混通，降低质子交换膜燃料电池寿命，同时使得质子交换膜燃料电池双极板的加工工艺复杂，并降低了密封可靠性。

技术实现要素：

本实用新型实施例要解决的技术问题是提供一种质子交换膜燃料电池，用以实现提高质子交换膜燃料电池的冷却效果，降低质子交换膜燃料电池双极板的加工工艺的复杂性。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供的一种质子交换膜燃料电池，包括：质子交换膜燃料电池单体，包括相对的第一侧和第二侧，所述质子交换膜燃料电池单体上设有自所述第一侧连通至所述第二侧的通孔；换热装置，设置于所述通孔内。

优选地，还包括：设置于所述质子交换膜燃料电池单体第一侧的前外盖；设置于所述质子交换膜燃料电池单体第二侧的后外盖；其中，所述前外盖上设有与所述通孔连通的第一通风口，所述后外盖上设有与所述通孔连通的第二通风口。

优选地，所述前外盖上设有第一连接孔；所述质子交换膜燃料电池单体的第一侧设有第一螺纹孔；所述前外盖与所述质子交换膜燃料电池单体通过第一螺栓连接，所述第一螺栓依次穿过所述第一连接孔和所述第一螺纹孔。

优选地，所述后外盖上设有第二连接孔；所述质子交换膜燃料电池单体的第二侧设有第二螺纹孔；所述后外盖与所述质子交换膜燃料电池单体通过第二螺栓连接，所述第二螺栓依次穿过所述第二连接孔和所述第二螺纹孔。

优选地，所述通孔、所述第一通风口和所述第二通风口均为4个。

优选地，所述第一连接孔、所述第一螺纹孔、所述第二连接孔和所述第二螺纹孔均为4个。

优选地，所述质子交换膜燃料电池单体包括：阳极单极板；与所述阳极单极板配合的阴极单极板；设置于所述阳极单极板和所述阴极单极板之间的质子交换膜；其中，所述阳极单极板与所述质子交换膜之间设有阳极催化剂层，所述阴极单极板与所述质子交换膜之间设有阴极催化剂层。

优选地，所述阳极单极板上远离所述质子交换膜的一侧设有第一镀金层，所述阴极单极板上远离所述质子交换膜的一侧设有第二镀金层。

优选地，所述阳极单极板与所述阴极单极板均采用中间相碳微球制成。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的质子交换膜燃料电池，至少具有以下有益效果：

通过在质子交换膜燃料电池单体内设置通孔，换热装置与质子交换膜燃料电池单体内相接触并紧密贴合，保证了热量能够传递到质子交换膜燃料电池内部，实现冷却和加热，实现了热传递的可靠性，同时避免了冷却水与水汽混行导致质子交换膜燃料电池的寿命受到影响的问题，并且，本实用新型提供的质子交换膜燃料电池结构简单，加工工艺较为便捷。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的质子交换膜燃料电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的质子交换膜燃料电池单体的结构示意图；

附图标记说明：1、质子交换膜燃料电池单体；2、换热装置；3、前盖板；11、阳极单极板；12、阴极单极板；13、质子交换膜；14、阳极催化剂层；15、阴极催化剂层；31、第一通风口；32、第一连接孔。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本实用新型的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本实用新型的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

参照图1所示，本实用新型实施例提供了一种质子交换膜燃料电池，包括：质子交换膜燃料电池单体1，包括相对的第一侧和第二侧，所述质子交换膜燃料电池单体1上设有自所述第一侧连通至所述第二侧的通孔；换热装置2，设置于所述通孔内。

具体的，换热装置2不仅包括冷水或其他冷却液形成的冷却管路，还包括热管等高效换热设备。

通过将换热装置2设置在通孔内部，增大了换热装置2与质子交换膜燃料电池单体1内部的接触面积，保证了热量能够稳定的传递到质子交换膜燃料电池单体1的内部，提高热传递的传递效率，并且，对于质子交换膜电池本身来说不需要做太大改进，能够降低质子交换膜燃料电池的加工所需的精度，降低加工工艺的复杂性。

且进一步的，本实用新型实施例中，参照图1，该质子交换膜燃料电池还包括：设置于所述质子交换膜燃料电池单体1第一侧的前外盖3；设置于所述质子交换膜燃料电池单体1第二侧的后外盖；其中，所述前外盖3上设有与所述通孔连通的第一通风口31，所述后外盖上设有与所述通孔连通的第二通风口。

具体地，前外盖3和后外盖用于将多个质子交换膜燃料电池单体1装置在一起，第一通风口31和第二通风口的设置是为了便于对换热装置2的安装，由于质子交换膜燃料电池单体1与前外盖3和后外盖是固定连接的，因而必须在前外盖3和后外盖上分别设置开口使得换热装置2可以安装在质子交换膜燃料电池单体1内部。

且进一步的，本实用新型实施例中，所述前外盖3上设有第一连接孔32；所述质子交换膜燃料电池单体1的第一侧设有第一螺纹孔；所述前外盖3与所述质子交换膜燃料电池单体1通过第一螺栓连接，所述第一螺栓依次穿过所述第一连接孔和所述第一螺纹孔。

且进一步的，本实用新型实施例中，所述后外盖上设有第二连接孔；所述质子交换膜燃料电池单体1的第二侧设有第二螺纹孔；所述后外盖与所述质子交换膜燃料电池单体1通过第二螺栓连接，所述第二螺栓依次穿过所述第二连接孔和所述第二螺纹孔。

前外盖3和后外盖与质子交换膜燃料电池单体1之间采用可拆卸连接的方式进行固定，方便于安装和拆卸。在需要对质子交换膜燃料电池单体1进行更换时，只需要解除前外盖3和后外盖分别与质子交换膜燃料电池单体1之间的螺栓连接即可，可以实现对前外盖3和后外盖的重复利用。

且进一步的，本实用新型实施例中，所述通孔、所述第一通风口31和所述第二通风口均为4个。

具体的，通孔、第一通风口31、第二通风口设置成多个的方式能够增强换热装置2与质子交换膜燃料电池单体1内部的接触面积，最大程度上实现热传递。

且进一步的，本实用新型实施例中，所述第一连接孔32、所述第一螺纹孔、所述第二连接孔和所述第二螺纹孔均为4个。

通过将连接孔和螺纹孔设置为多个，能够增强前外盖31以及后外盖与质子交换膜燃料电池单体1之间的连接强度，四个第一连接孔32设置在前外盖3的四个角落处，四个第二连接孔分别设置在后外盖的四个角落处，相应的第一螺纹孔和第二螺纹孔分别对应于第一连接孔32和第二连接孔的位置进行设置。

且进一步的，本实用新型实施例中，参照图2所示，所述质子交换膜燃料电池单体1包括：阳极单极板11；与所述阳极单极板11配合的阴极单极板12；设置于所述阳极单极板11和所述阴极单极板12之间的质子交换膜13；其中，所述阳极单极板11与所述质子交换膜13之间设有阳极催化剂层14，所述阴极单极板12与所述质子交换膜13之间设有阴极催化剂层15。

且进一步的，本实用新型实施例中，所述阳极单极板11上远离所述质子交换膜13的一侧设有第一镀金层，所述阴极单极板12上远离所述质子交换膜13的一侧设有第二镀金层。

第一镀金层和第二镀金层分别用于提高阳极单极板11和阴极单极板12的导电性能。

且进一步的，本实用新型实施例中，所述阳极单极板11与所述阴极单极板12均采用中间相碳微球制成。

采用中间相碳微球制成的阳极单极板11和阴极单极板12的导电导热性高，化学稳定性好，质量分布均匀，力学性能好。

通过本实用新型提供的质子交换膜燃料电池，通过在质子交换膜燃料电池单体1之间设有的多个通孔，实现了换热装置2与质子交换膜燃料电池单体1之间的接触面积增大，在设计制造时，只需要通过在质子交换膜燃料电池单体1上设置穿透质子交换膜燃料电池单体1自身的通孔即可，不需要对质子交换膜燃料电池做其他的大改进，将前外盖3和后外盖分别与质子交换膜燃料电池单体1采用螺栓连接的方式能够使得对于质子交换膜燃料电池单体1的更换更加快速便捷。

本实用新型的质子交换膜燃料电池，将质子交换膜燃料电池单体1内部采用中通的方式，降低了阴极单极板12和阳极单极板11的加工要求，同时避免了现有技术中的冷却水与水汽混合导致的质子交换膜燃料电池的寿命受到影响的问题出现，并且，本实用新型中，可以同时采用多种方式对质子交换膜燃料电池进行冷却，并还可以实现冷启动加热功能。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。