燃料电池组件的制作方法
【专利说明】燃料电池组件
[0001]本发明涉及燃料电池的领域，并且尤其是涉及燃料电池组件和组装燃料电池堆的方法。
[0002]用于燃料电池的电极或隔板(即，以阳极或阴极板的形式)需要满足严格的要求以避免或除去任何污染，并且在该板可被组装到燃料电池堆之前通常需要施加一系列不同的处理步骤。可需要各种类型的涂覆和其他表面处理。鉴于燃料电池部件的批量生产需要大量的此类板进行快速连续的处理，所以需要一种能够精确、经济和可再现地制备和组装燃料电池的解决方案。
[0003]根据本发明的第一方面，提供一种燃料电池组件的条带，所述条带包括:
[0004]在第一方向隔开的多个燃料电池组件，所述多个燃料电池组件包括第一表面；
[0005]连接到所述多个燃料电池组件的支撑结构，所述支撑结构包括在毗连的燃料电池组件之间的两个横向折叠区，使得所述支撑结构是可折叠的，以便当折叠所述支撑结构时，使所述多个燃料电池组件的第一表面在相同方向面对。
[0006]其中所述支撑结构可释放地或可分离地连接到所述多个燃料电池组件。
[0007]所述多个燃料电池组件中的每个可以被认为包括公共的第一表面。所述多个燃料电池组件的第一表面可以在所述条带的第一表面上。
[0008]所述支撑结构在毗连的燃料电池组件之间的两个横向折叠区可以确保当被折叠时，所述多个毗连燃料电池组件的第一表面在相同方向面对。
[0009]提供当折叠时使所有电池能够在相同方向面对的支撑结构提供一种简化制造燃料电池的方法。可避免堆内的各个燃料电池组件的单独定位。
[0010]燃料电池组件可以包括气体扩散层或膜电极组合件中的一个或多个。
[0011]提供可释放或可分离的支撑结构允许一种更有效的制造方法，因为该支撑结构可使用更便宜的牺牲材料来生产，并且无需由与燃料电池的材料相同的材料制成。
[0012]燃料电池组件可以是大致平面的。
[0013]所述多个燃料电池组件可以包括多个燃料电池组合件和多个间隔组件。间隔组件可以被设置在毗连的燃料电池组件之间。另选地，所述多个燃料电池组件可以包括多个燃料电池组合件和多个空隙。空隙可以被设置在毗连的燃料电池组件之间。所述间隔组件、空隙和燃料电池组合件在第一方向可以是类似的长度。
[0014]所述多个燃料电池组件可以包括多个燃料电池组合件。所述支撑结构可以包括在毗连的燃料电池组合件之间的两个横向折叠区。
[0015]所述多个燃料电池组件每个可以包括与第一表面相对的第二表面。所述支撑结构可以是可折叠的，使得当条带被折叠时，燃料电池组件的第一表面面向毗连的燃料电池组件的第二表面。
[0016]所述支撑结构可以被连接到所述多个燃料电池组件的两侧。另选地，所述支撑结构可以被连接到所述多个燃料电池组件的仅一侧。
[0017]所述支撑结构可以包括至该支撑结构所连接的燃料电池组件的电气连接。所述支撑结构可以包括索引结构。
[0018]所述多个燃料电池组件可以包括:按顺序在第一方向延伸的第一端板、多个燃料电池组合件和第二端板。
[0019]所述第一端板的第一表面可以是燃料电池堆的外表面。所述第二端板的第一表面可以是燃料电池堆的内表面。所述第一端板的第二表面可以是燃料电池堆的内表面。所述第二端板的第二表面可以是燃料电池堆的外表面。
[0020]所述支撑结构可以只包括在所述第一端板与所述多个燃料电池组合件之间的一个折叠区。所述支撑结构可以只包括在所述第二端板与所述多个燃料电池组合件之间的一个折叠区。
[0021]可以提供被配置成形成燃料电池组件的条带的装置。
[0022]根据本发明的另一方面，提供一种组装燃料电池堆的方法，所述方法包括:
[0023]折叠根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池组件的条带，以便将多个燃料电池组件定位在构建位置以便形成燃料电池堆。
[0024]所述方法还可以包括在所述构建位置从所述多个燃料电池组件移除支撑结构的至少一部分。在所述构建位置从所述多个燃料电池组件移除所述支撑结构的至少一部分可以包括留下所述支撑结构的一部分，其包括连接到所述多个燃料电池组件的电气连接。
[0025]还公开另一种燃料电池组件的条带。所述燃料电池组件的条带包括:
[0026]在第一方向隔开的多个燃料电池组件，所述多个燃料电池组件包括第一表面；
[0027]连接到所述多个燃料电池组件的支撑结构，所述支撑结构包括在毗连的燃料电池组件之间的两个横向折叠区，使得所述支撑结构是可折叠的，以便当折叠所述支撑结构时，使所述多个燃料电池组件的第一表面在相同方向面对。
[0028]还公开另一种燃料电池组件的条带。所述燃料电池组件的条带包括:
[0029]在第一方向隔开的多个燃料电池组件；
[0030]连接到所述多个燃料电池组件的索引结构，所述索引结构被配置成限定所述多个燃料电池组件中的一个在第一方向的位置；
[0031]其中所述索引结构包括与所述多个燃料电池组件不同的材料。
[0032]所述索引结构能够在燃料电池堆内更容易、更可再现或更可靠地将燃料电池组件定位在构建位置。提供所述索引结构还允许保持在载体上的燃料电池子组件至燃料电池板的传送更容易、更可再现或更可靠地进行。提供不同材料的索引结构允许更便宜地生产燃料电池堆，因为所述索引材料不必由与燃料电池板相同的一般是昂贵的材料制成。
[0033]所述索引结构可以可释放地或可分离地连接到所述多个燃料电池组件。所述索引结构的可释放地或可分离地连接可以帮助向所述燃料电池板提供不同材料的索引结构。
[0034]所述多个燃料电池组件可以包括多个燃料电池组合件。燃料电池组合件可以包括燃料电池板。所述多个燃料电池组件可以包括:按顺序在第一方向延伸的第一端板、多个燃料电池组合件和第二端板。在所述索引材料上提供端板还可以使燃料电池堆的组装过程变得容易。
[0035]所述索引结构可以包括多个缺口或孔，其用于与索引器接合，以便限定所述多个燃料电池组件中的一个的位置。
[0036]所述索引结构可以通过至少一个点焊被连接到所述多个燃料电池组件。
[0037]所述索引结构可以包括在毗连的燃料电池组件之间的横向折叠区。
[0038]所述索引结构可包括彼此绝缘的多个导电轨。
[0039]根据本发明的另一方面，有一种包括如上述所限定的燃料电池组件的折叠条带的燃料电池堆。
[0040]还公开了一种组装燃料电池堆的方法，所述方法包括:
[0041]对根据附随权利要求中任一项所述的燃料电池组件的条带建立索引，以便将燃料电池组件定位在构建位置。
[0042]所述方法还可以包括在所述构建位置从所述燃料电池组件移除所述索引结构。
[0043]所述索引结构可以包括在毗连的燃料电池组件之间的横向折叠区。所述方法还可以包括在所述横向折叠区折叠所述索引结构，以便将多个燃料电池组件定位在所述构建位置。
[0044]还公开了一种组装燃料电池堆的方法，所述方法包括:
[0045]将局部燃料电池组件的第一条带定位在局部燃料电池组件的第二条带上面；以及
[0046]将所述局部燃料电池组件的第一条带和第二条带扇叠在一起，以便组装燃料电池堆。
[0047]此类方法提供了组装燃料电池堆的简单和方便的方式，因为可以避免在所述堆内单独定位各个燃料电池组件。
[0048]将所述局部燃料电池组件的第一条带和第二条带扇叠在一起可以包括将位于所述第一条带的第一区域中的局部燃料电池组件定位成毗连于位于所述第二条带的对应区域中的局部燃料电池组件，以便限定完整的燃料电池。因此，各个燃料电池可以可靠地和一致地在燃料电池堆内构造。
[0049]局部燃料电池组件的一个条带或两个条带可以包括支撑结构。此类支撑结构可以在毗连的局部燃料电池组件之间具有两个横向折叠区。间隔元件可以被定位在位于毗连的局部燃料电池组件之间的两个横向折叠区之间。将所述局部燃料电池组件的第一条带和第二条带扇叠在一起的步骤可以包括促使所述第一条带和第二条带的局部燃料电池组件通过所述间隔元件彼此接触。提供此类间隔元件可以提供简化的组装方法，因为当所述条带被折叠时，所述第一条带中的局部燃料电池组件可以在两侧上毗连于所述第二条带中的局部燃料电池组件，并且反之亦然。
[0050]还公开了一种燃料电池堆，所述燃料电池堆包括:
[0051]局部燃料电池组件的第一条带；以及
[0052]局部燃料电池组件的第二条带；
[0053]其中所述局部燃料电池组件的第一条带和第二条带在扇叠取向将一个定位在另一个上面，以便限定所述燃料电池堆。
[0054]位于所述第一条带的第一区域中的局部燃料电池组件可以被定位成毗连于位于所述第二条带的对应区域中的局部燃料电池组件，以便限定完整的燃料电池。
[0055]局部燃料电池组件的第一条带可以包括连接到所述局部燃料电池组件的支撑结构。另外或另选地，局部燃料电池组件的第二条带可以包括连接到所述局部燃料电池组件的支撑结构。
[0056]所述支撑结构中的一个或两个全部可以包括在毗连的局部燃料电池组件之间的两个横向折叠区。间隔元件可以被定位在位于毗连的局部燃料电池组件之间的两个横向折叠区之间。间隔元件可以具有开口，所述开口被配置成允许组件通过所述条带的厚度彼此接触。因此，组件在所述条带上的简化布置可以被用作间隔元件，所述间隔元件可确保在被折叠时，所述第一条带中的局部燃料电池组件在两侧上毗连于所述第二条带中的局部燃料电池组件，并且反之亦然。
[0057]例如，所述第一条带中的局部燃料电池组件的一侧可以直接毗连于第二条带，并且第一条带中的局部燃料电池组件的另一侧可以通过所述间隔元件中的开口被暴露给第二条带。