专利名称：燃料电池堆进出口装置的制作方法
技术领域：
本发明属于燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池堆进出口装置。
背景技术：
燃料电池是一种直接将存贮在如氢气等气体或如甲醇、乙醇等液体作为 燃料，如氧气、空气等作为氧化剂中的化学能，高效、环境友好地转化为电 能的能量转换装置，燃料电池堆进出口装置是为燃料电池中燃料和氧化剂形 成的反应物流动用的一种通道装置，当燃料电池功率较大时，进出口装置还 可作为冷却水流动用通道。
目前公知的燃料电池中通道装置 一种结构是在端板上攻一个螺紋孔，然 后旋进一个不锈钢接口；另一种结构是如图1所示将流通管的法兰四角用螺 钉固定在端板上，并在法兰与端板之间、端板与绝缘板之间、绝缘板与导流 片之间、导流片与双极板之间均设置有密封垫，燃料、氧化剂形成的反应物 或冷却水经过流通管、端板、绝缘板和双极板形成的进出口通道流动。
由于燃料、氧化剂或冷却水进入上述两种结构形成的进出口通道时，反应 物均与端板接触，电池运行一段时间后，电池端板会被腐蚀，这样反应物中 会带进杂质，影响电池性能和寿命；由于接口与端板，端板与绝缘板，绝缘 板与导流片，导流片与双极板之间均需要密封，结构复杂；第二种结构占用 端板面积较大，只适用于大电堆。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种结构简单、防止电池
端板腐蚀、适用范围广的燃料电池堆进出口装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题采用的技术方案是 燃料电池堆进出口装置，包括由管状部分和法兰一次加工成型的流通管，
与流通管内壁形成通道并自上至下依次排列的端板、绝缘板、导流片、密封
垫、双极板，其特点是所述流通管的管状部分外壁自下至上依次穿过所述
绝缘板和端板；所述流通管的法兰上端面位于绝缘板的下端面；所述流通管 的法兰下端面穿过导流片，由密封垫隔离后位于双极板的上端面；所述法兰 和所述密封垫的总厚度大于所述导流片的厚度；所述法兰外径与所述导流片 内径设置有间隙。
本发明还可以釆取如下技术措施来实现所述流通管的内壁为不锈钢光 滑面；所述密封垫外径尺寸与所述法兰外径尺寸相同；所述密封垫内径尺寸 比不锈钢制成的流通管内径尺寸大3~5mm，比石墨或不锈钢制成的双极板对 应的孔径略大或相等；所述双极板在远离导流板的一面刻有流道，与流通管 内壁形成通道的孔与流道相通；所述绝缘板为高硬度绝缘橡胶，其外形与硬 铝或环氧制成的所述端板相同，与流通管内壁形成通道的孔比所述流通管的 孔径大lmm;所述导流片为表面镀金的铜板，与流通管内壁形成通道的孔比所 述法兰外径尺寸大3~10mm;所述密封垫的压缩率为10% ~50%。
本发明具有的优点和积极效果是由于反应物经流通管直接进入到双极 板，不与端板及其他部件接触，既减少了为防止反应物泄露而设置的多个密 封垫，简化了整体结构，又避免了因反应物与端板及其他部件的接触而造成 的腐蚀，使得进入电池的反应物相对纯净，从而提高了电池的性能和寿命， 本装置不但可以用于大功率燃料电池，还可以用于中小功率燃料电池；不但 可以用于气体的进出口，还可以用于液体的进出口，扩大了使用范围；并且 加工简单，成本低廉。
图l为现有技术燃料电池堆进出口装置剖面示意图2为本发明燃料电池堆进出口装置剖面示意图3为图2中流通管示意图4为图2中端板及绝缘板外形示意图5为图2中导流片示意图6为图2中双极板示意图。
图中的标号分别为1、流通管；2、端板；3、绝缘板；4、导流片；5、密 封垫；6、双极板；7、管状部分；8、法兰。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例， 并配合附图详细说明如下
参照附图2-附图6:将不锈钢管或不锈钢棒， 一次加工出如附图3所示 由管状部分7和法兰8构成、内壁光滑、无焊口的附图2中的流通管1;选用 硬铝或环氧板机加工成如附图4所示的上下端面平整的端板2,端板2上与流 通管1中管状部分7外径配合两个孔的孔径尺寸以管状部分7外圆能够穿过 为准，最大不超过管状部分7外圆直径lmm;绝缘板3选用硬度高、绝缘性好 的环氧树脂板材料，其尺寸和加工过程端板2相同；选用铜板加工出如附图5 所示的导流片4，其两个孔的孔径尺寸以确保在电堆压紧后不与流通管1接触 为准， 一般为导流片4两个孔的孔径尺寸比流通管1中法兰8外径尺寸大3 10mm，加工成形后表面镀金；选用如橡胶等具有弹性不透气的材料加工出密 封垫5,其外径与流通管1中法兰8外径尺寸相同，内径比流通管1内径尺寸 大3 5mm，密封垫5与流通管1中法兰8厚度之和大于导流片4的厚度，为 给密封垫5在受压后膨胀留出空间，具体数值与采用的密封垫材料有关，以 密封垫5的压缩率为10%~50%计算；选用石墨或不锈钢材料机加工出如附 图6所示的双极板6，双极板6上面的孔径小于或等于密封垫的内径，在远离 导流板4的一面刻有流道，孔与流道相通；按附图2中顺序，先将流通管1 依次穿过绝缘板3和端板2，流通管1中法兰8穿过导流片4，在法兰8与双 极板6之间放入密封垫5，与电堆组后将上、下端端板2周围的孔用紧固螺钉 压紧，形成燃料电池堆进出口装置。
权利要求
1.一种燃料电池堆进出口装置，包括由管状部分和法兰一次加工成型的流通管，与流通管内壁形成通道并自上至下依次排列的端板、绝缘板、导流片、密封垫、双极板，其特征在于所述流通管的管状部分外壁自下至上依次穿过所述绝缘板和端板；所述流通管的法兰上端面位于绝缘板的下端面；所述流通管的法兰下端面穿过导流片，由密封垫隔离后位于双极板的上端面；所述法兰和所述密封垫的总厚度大于所述导流片的厚度；所述法兰外径与所述导流片内径设置有间隙。
2. 根据权利要求1所述的燃料电池堆进出口装置，其特征在于所述流通管 的内壁为不锈钢光滑面。
3. 根据权利要求1所述的燃料电池堆进出口装置，其特征在于所述密封垫 外径尺寸与所述法兰外径尺寸相同；所述密封垫内径尺寸比不锈钢制成的流 通管内径尺寸大3~5mm，比石墨或不锈钢制成的双极板对应的孔径略大或相 等；所述双极板在远离导流板的一面刻有流道，与流通管内壁形成通道的孔 与流道相通。
4. 根据权利要求1所述的燃料电池堆进出口装置，其特征在于所述绝缘板为高硬度绝缘橡胶，其外形与硬铝或环氧制成的所述端板相同，与流通管内 壁形成通道的孔比所述流通管的孔径大lmm。
5. 根据权利要求1所述的燃料电池堆进出口装置,其特征在于所述导流片 为表面镀金的铜板，与流通管内壁形成通道的孔比所述法兰外径尺寸大3~ 10nim。
6. 根据权利要求1所述的燃料电池堆进出口装置，其特征在于所述密封垫的 压缩率为10% ~50%。
全文摘要
本发明属于一种燃料电池堆进出口装置，其流通管、端板、绝缘板、导流片、密封垫、双极板具有同轴孔，其特点是所述流通管的管状部分穿过绝缘板和端板；所述流通管的法兰下端面穿过导流片，由密封垫隔离后位于双极板的上端面。由于反应物不与端板及其他部件接触，既减少了为防止反应物泄露而设置的多个密封垫，简化了整体结构，又避免了因反应物与端板及其他部件的接触而造成的腐蚀，使得进入电池的反应物相对纯净，从而提高了电池的性能和寿命，本装置不但可以用于大功率燃料电池，还可以用于中小功率燃料电池；不但可以用于气体的进出口，还可以用于液体的进出口，扩大了使用范围；并且加工简单，成本低廉。
文档编号H01M8/24GK101098015SQ20061001445
公开日2008年1月2日 申请日期2006年6月27日 优先权日2006年6月27日
发明者任丽彬, 军 张, 李勇辉, 静 金 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所