燃料电池金属双极板绝缘套及具有其的双极板和燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池金属双极板绝缘套及具有其的双极板和燃料电池。


背景技术：

2.燃料电池一般由膜电极、双极板、集流板、端板等堆叠构成，膜电极是燃料电池反应发电的核心单元，氢气和空气分别在膜电极的阳极和阴极进行氧化还原反应，释放电能并生成水。而双极板作为阴阳极及冷却水的介质通道，还有着电子传送的作用。一个完整的燃料电池堆一般需要几十甚至几百片膜电极，膜电极的两侧均为双极板，所以双极板在燃料电池堆中的数量也非常多。在装配过程中，由于金属双极板和膜电极的边框材质较薄，易受外力影响导致发生形变损伤，甚至导致双极板间发生短路。此外，由于双极板为导电材质，所以燃料电池堆在组装时需要将上下端板间的紧固杆远离双极板，防止双极板由于距离紧固杆太近导致燃料电池堆得绝缘性能下降，由此增大了燃料电池的体积。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种燃料电池金属双极板绝缘套及具有其的双极板和燃料电池。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.一种燃料电池金属双极板绝缘套，所述绝缘套为边框结构，所述边框结构内设有夹层；所述绝缘套通过使金属双极板的外边缘插入所述夹层实现对所述金属双极板外边缘的包覆。
6.可选的，所述绝缘套的外边缘设置有若干限位口，用于燃料电池金属电堆组装时电堆紧固杆的限位。
7.可选的，所述绝缘套至少有相对的两边上开设有限位口。
8.本实用新型还提供了一种燃料电池金属双极板，所述燃料电池金属双极板的外边缘包覆有本实用新型提供的绝缘套。
9.可选的，所述绝缘套的外边缘设置有若干限位口，所述双极板边缘上与绝缘套限位口的对应位置处开设有限位口。
10.本实用新型还提供了一种燃料电池，包括：上端板、下端板、上集流板、下集流板以及若干由膜电极和本实用新型提供的双极板堆叠在一起构成的电池本体，其中，所述上集流板和所述下集流板分别位于所述电池本体的两侧，所述上端板盖在所述上集流板的外侧，所述下集流板盖在所述下集流板的外侧。
11.可选的，相邻双极板的绝缘套之间没有间隙。
12.可选的，所述绝缘套的外边缘设置有若干限位口，所述双极板边缘上、所述膜电极边缘上、所述上集流板边缘上以及所述下集流板边缘上与绝缘套限位口的对应位置处均开设有限位口。
13.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的绝缘套包裹在双极板的边缘，由于绝缘套为绝缘材质，增强了燃料电池堆中相邻双极板间的绝缘强度，降低双极板间短路的可能性。
14.本实用新型提供的燃料电池中相邻双极板的绝缘套之间没有间隙，即相邻两个绝缘套紧密贴在一起，避免了燃料电池堆在组装过程中受外力而发生形变的几率。
15.另外，由于绝缘套的绝缘作用，使得紧固杆无需与双极板保持一定的安全距离，减小了燃料电池的体积。而且，绝缘套限位口、集流板限位口以及端板限位口的设置，实现了对紧固杆的限位，提高了燃料电池的装配效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例1提供的绝缘套的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例中绝缘套与金属双极板的装配示意图；
19.图3为本实用新型实施例3中绝缘套、双极板和膜电极未组合时的分离图；
20.图4为本实用新型实施例3中绝缘套、双极板和膜电极组合装配图；
21.图5为本实用新型实施例3中紧固杆分离时的燃料电池堆整体装配图；
22.图6为本实用新型实施例3中燃料电池堆整体装配图。
23.其中，1、绝缘套；2、双极板；3、膜电极；11、第一绝缘套限位口；12、第二绝缘套限位口；13、第三绝缘套限位口；14、第四绝缘套限位口；21、第一双极板限位口；22、第二双极板限位口；23、第三双极板限位口；24、第四双极板限位口；31、第一膜电极限位口；32、第二膜电极限位口；33、第三膜电极限位口；34、第四膜电极限位口；41、第一紧固杆；42、第二紧固杆；43、第三紧固杆；44、第四紧固杆；5、下集流板；6、上集流板；7、下端板；8、上端板。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.实施例1
27.参见图1，本实施例提供了一种燃料电池金属双极板绝缘套，该绝缘套1 为边框结构，且边框结构内设有夹层。如图2所示，绝缘套1通过使金属双极板2的外边缘插入夹层实现对金属双极板2外边缘的包覆。
28.作为本实施例的一种实施方式，可以在绝缘套1的外边缘开设若干限位口，用于燃料电池金属电堆组装时电堆紧固杆的限位。优选的，在绝缘套1 相对的两边上开设限位口，
具体可以如图1所示，分别为第一绝缘套限位口 11、第二绝缘套限位口12、第三绝缘套限位口13、第四绝缘套限位口14。
29.实施例2
30.参见图2，本实施例提供了一种燃料电池金属双极板，该燃料电池金属双极板2的外边缘包覆有实施例1提供的绝缘套1。
31.实施例3
32.参见图3
‑
图5，本实施例提供了一种燃料电池，该燃料电池包括：上端板 8、下端板7、上集流板6、下集流板5以及若干由膜电极3和实施例2提供的双极板2堆叠在一起构成的电池本体9，其中，上集流板6和下集流板5分别位于电池本体9的两侧，上端板8盖在上集流板6的外侧，下集流板7盖在下集流板5的外侧。
33.作为本实施例的一种实施方式，膜电极3的边缘上、上集流板6的边缘上以及下集流板5的边缘上与绝缘套限位口的对应位置处均开设有限位口。具体可以如下：绝缘套1环状包覆在双极板2边缘，双极板2边缘设有第一双极板限位口21、第二双极板限位口22、第三双极板限位口23、第四双极板限位口 24。双极板2表面连接有膜电极3，膜电极3边缘设有第一膜电极限位口31、第二膜电极限位口32、第三膜电极限位口33、第四膜电极限位口34。绝缘套第一限位口11与第一双极板限位口21、第一膜电极限位口31为两两嵌套关系；绝缘套第二限位口12与第二双极板限位口22、第二膜电极限位口32为两两嵌套关系；第三绝缘套限位口13与第三双极板限位口23、第三膜电极限位口33为两两嵌套关系；绝缘套第四限位口14与第四双极板限位口24、第四膜电极限位口34为两两嵌套关系。
34.如图5和图6所示，将绝缘套1、双极板2和膜电极3组合为一个单元，多个单元堆叠在一起，上下分别与上集流板6、上端板8和下集流板5、下端板8组合在一起，第一紧固杆41、第二紧固杆42、第三紧固杆43和第四紧固杆44上下分别与上端板8和下端板7连接，分别嵌套在绝缘套第一限位口11、绝缘套第二限位口12、绝缘套第三限位口13和绝缘套第四限位口14中。其中，紧固杆用于燃料电池组装时电堆的紧固，其具体的紧固方式参照现有技术中燃料电池紧固杆的经方式，此处不再赘述。
35.本实用新型具有以下优势：
36.1)绝缘套包裹在双极板的边缘，在燃料电池堆中相邻两个绝缘套紧密贴在一起，避免了燃料电池堆在组装过程中受外力而发生形变的几率，提高电堆外力承受强度，不易损伤变形；
37.2)由于绝缘套为绝缘材质，增强了燃料电池堆中相邻双极板间的绝缘强度，降低双极板间短路的可能性；
38.3)绝缘套限位口与紧固杆紧贴连接的结构，利于燃料电池堆的组装限位，提高了装配效率；绝缘套隔断了双极板与紧固杆，让紧固杆不用再因为绝缘的因素而需与双极板保持一定的安全距离，使得燃料电池堆的整体体积更小，进一步提高的燃料电池堆的功率体积比。
39.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
40.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术
人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。