一种一体化端板及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，尤其涉及一种一体化端板及燃料电池。


背景技术：

2.燃料电池由于具有绿色环保、比功率高以及噪声较低的特点，已被广泛应用在车载能源中。燃料电池包括电芯、两个集流板及两个端板，端板位于电芯的两端，通过在端板上施加组装力，以将燃料电池封装成一体；集流板连接在电芯上，用于收集电芯产生的电流，并通过连接导线将电流输送至外部用电设备。
3.目前，集流板和端板为两个独立的零件，零件数量较多；在安装时需要先叠置后再依靠螺栓等连接件组装在一起，装配效率较低；且在装配的过程中还可能由于加工公差或集流板发生翘曲而使集流板与端板之间的密封性较差，导致燃料电池的气源从集流板与端板的连接缝隙处漏出，影响燃料电池的反应效率。
4.为了解决以上问题，研制出了一体化端板，使集流板与端板为一体结构，即将两个零件合并为一个整体，减少了零件数量，使得其装配性能更好，且不会出现燃料电池的气源从集流板与端板的连接缝隙处漏出，保证了燃料电池的反应效率。
5.然而由于位于一体化端板附近的电芯更靠近外部环境，当外部环境温度较低或者较高时，位于一体化端板附近的电芯相较于位于燃料电池中间位置处的电芯的温度较低或较高，导致位于一体化端板附近的电芯的温度在很大程度上会低于或者高于电芯的最佳工作温度，从而影响位于一体化端板附近的电芯的使用性能。
6.综上所述，亟需设计一种一体化端板及燃料电池，来解决上述问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的一个目的在于提出一种一体化端板，能够保证位于端板本体外周的电芯的使用性能。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.一种一体化端板，包括：
10.端板本体；
11.集流板，所述集流板与所述端板本体为一体结构；
12.所述端板本体内设置有沿其长度方向延伸的用于冷却液流动的流动通道。
13.进一步地，所述流动通道设置有多个，多个所述流动通道间隔设置。
14.进一步地，所述端板本体包括：
15.基板以及设置在所述基板上的绝缘体，所述集流板与所述绝缘体一体成型，所述流动通道设置在所述绝缘体内。
16.进一步地，所述基板由金属材料制成，且所述基板的外周敷设有第一绝缘层。
17.进一步地，所述集流板包括：
18.主体板及接线板，所述主体板嵌设于所述绝缘体，且所述主体板的至少一部分裸
露于所述绝缘体外并用于和电芯连接；所述接线板与所述主体板连接且至少部分位于所述绝缘体外。
19.进一步地，所述主体板包括：
20.主板本体和凸设于所述主板本体上的凸台，所述接线板设置在所述主板本体的侧边；所述主板本体嵌设于所述绝缘体的内部，所述凸台部分嵌设于所述绝缘体内且用于和所述电芯连接。
21.进一步地，所述凸台的顶端面与所述绝缘体的顶端面齐平。
22.进一步地，所述主板本体上还设置有用于氧化性气体流通的第一通孔、用于还原性气体流通的第二通孔及用于水流通的第三通孔，所述端板本体上设置有与所述第一通孔连通的第四通孔、与所述第二通孔连通的第五通孔、及与所述第三通孔连通的第六通孔。
23.进一步地，所述第四通孔、所述第五通孔及所述第六通孔的内壁均敷设有第二绝缘层。
24.本实用新型的另一个目的在于提出一种燃料电池，其使用性能较好。
25.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
26.一种燃料电池，包括如上所述的一体化端板及电芯，所述电芯的两端均设置有所述一体化端板。
27.本实用新型的有益效果为：
28.本实用新型提供一种一体化端板，通过使集流板与端板本体为一体结构以形成一体化端板；以此方式，能够将集流板与端板本体两个零件合并为一个整体，减少了零件数量，使得一体化端板的装配性能较好，且不会出现燃料电池内的气体从集流板与端板本体的连接缝隙处漏出，保证了燃料电池的反应效率；同时，在端板本体内设置有沿其长度方向延伸的用于冷却液流动的流动通道，当在外部环境温度较低或者较高时，流动通道内的冷却液能够通过端板本体对位于端板本体外周的电芯进行加热或者降温，以保证位于端板本体附近的电芯能够处于最佳工作温度范围内，从而保证了端板本体附近电芯的使用性能。
29.本实用新型中的燃料电池由于具有上述一体化端板，保证了位于端板本体附近的电芯的使用性能，从而能够使燃料电池内的各个电芯的使用性能均较好，保证了整个燃料电池的使用性能。
附图说明
30.图1是本实用新型提供的一体化端板的结构示意图；
31.图2是本实用新型提供的一体化端板内部的结构示意图；
32.图3是本实用新型提供的集流板的结构示意图。
33.附图标记：
34.1-端板本体；11-基板；12-绝缘体；13-第四通孔；14-第五通孔；15-第六通孔；2-集流板；21-主体板；211-主板本体；212-第一通孔；213-第二通孔；214-第三通孔；215-凸台；22-接线板；3-流动通道。
具体实施方式
35.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥
的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
36.本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。
37.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
38.目前，由于位于一体化端板附近的电芯更靠近外部环境，当外部环境温度较低或者较高时，位于一体化端板附近的电芯相较于位于燃料电池中部位置处的电芯的温度较低或较高，导致位于一体化端板附近的电芯的温度在很大程度上会低于或者高于电芯的最佳工作温度，从而影响位于一体化端板附近的电芯的使用性能。
39.为解决上述技术问题，本实施例中提出了一种一体化端板，如图1和图2所示，该一体化端板包括端板本体1及集流板2，集流板2与端板本体1为一体成型结构；且在端板本体1内设置有沿其长度方向延伸的用于冷却液流动的流动通道3。
40.本实施例中的一体化端板相对于现有技术在端板本体1内设置了流动通道3，当在外部环境温度较低或者较高时，流动通道3内的冷却液能够通过端板本体1对位于端板本体1外周的电芯进行加热或者降温，以保证位于端板本体1附近的电芯能够处于最佳工作温度范围内，从而保证了端板本体1附近电芯的使用性能。
41.同时，通过使集流板2与端板本体1为一体结构以形成一体化端板；以此方式，能够将集流板2与端板本体1两个零件合并为一个整体，减少了零件数量，使得一体化端板的装配性能较好，且不会出现燃料电池内的气体从集流板2与端板本体1的连接缝隙处漏出，保证了燃料电池的反应效率。其中，端板本体1与集流板2通过注塑成型或模压成型为一体结构。
42.进一步地，流动通道3设置有多个，多个流动通道3间隔设置，以能够保证对对位于端板本体1外周的电芯的加热或者降温效果较好。如图2所示，本实施例中，流动通道3的数量设置有四个。其它实施例中，还可以使流动通道3的数量设置为三个或者其它数量，在此不作具体限定。
43.具体地，如图1和图2所示，端板本体1包括基板11以及设置在基板11上的绝缘体12，集流板2与绝缘体12一体成型，流动通道3沿绝缘体12的长度方向设置在绝缘体12内。
44.通过设置基板11，以用于增加整个端板本体1的结构强度，以保证形成的一体化端板的结构强度，从而能够在一体化端板上施加较大值的组装力，以将整个燃料电池封装成一体。
45.进一步地，基板11的材质为金属。集流板2的材质为金属，以使集流板2具有导电功能。本实施例中，集流板2为铜板，绝缘体12的材质为树脂。
46.通过将基板11的材质设置为金属，由于金属的硬度和强度均较大，从而能够更好地增强端板本体1的结构强度，保证形成的一体化端板的结构强度，从而能够在一体化端板上施加较大值的组装力，以将整个燃料电池封装成一体。本实施例中，基板11的材质具体为铁，铁的硬度和强度均较大，且价格便宜；同时铁的导电性较差，以能够避免可能会通过燃料电池内的水导通基板11与集流板2的问题，以使整个一体化端板的绝缘性较好。其它实施例中，还可以使基板11的材质为硬质塑料、木材或者其它能够增强结构强度且导电性较差
的材料。
47.进一步地，在基板11的外周敷设有第一绝缘层，以隔绝金属材质的基板11与外界环境，能够更好地避免由于燃料电池内产生的水会溢至基板11表面上可能会导致的水导通基板11与集流板2的问题，以使整个一体化端板的绝缘性更好，保证了燃料电池的使用安全性。其中，第一绝缘层的材质为塑料。
48.具体地，如图3所示，集流板2包括主体板21及接线板22，主体板21嵌设于绝缘体12，且主体板21的至少一部分裸露于绝缘体12外并用于和电芯连接；接线板22与主体板21连接且至少部分位于绝缘体12外。
49.通过使主体板21的至少一部分裸露于绝缘体12外并用于和电芯连接，并使接线板22与主体板21连接且至少部分位于绝缘体12外，以便于接线板22能够与外部用电设备连接，以将电芯产生的电流经过主体板21及接线板22传至外部用电设备，以为外部用电设备提供电流。其中，外部用电设备通过连接导线分别与接线板22上的正极与负极连接。外部用电设备具体可以是电灯、电扇或者其它用电设备。
50.进一步地，主体板21包括主板本体211和凸设在主板本体211上的凸台215，接线板22设置在主板本体211的侧边；主板本体211嵌设于绝缘体12的内部，凸台215部分嵌设于绝缘体12内且用于和电芯连接。
51.通过使主板本体211嵌设在绝缘体12的内部，并使凸台215部分嵌设在绝缘体12，及整个主体板21上除了用于与电芯连接的部分露至在绝缘体12的外侧，其它部分均嵌设在绝缘体12内部，以此方式，能够保证了主体板21与绝缘体12之间良好的密封性，以使主体板21上被绝缘体12包覆的部分不会与外界任何气体接触，增强了主体板21的耐腐蚀性能，从而不需要再在主体板21上设置用于增强主体板21的耐腐蚀性且不会影响主体板21的导电性能的镀金层，节约了镀金层的加工成本，降低了一体化端板的生产成本。
52.同时，通过将凸台215凸设在主板本体211上，以使凸台215与主板本体211之间能够形成高度差，当在主体板21与绝缘体12一体成型的过程中，绝缘体12能够完全包裹住主板本体211，一方面能够提高集流板2与外界环境之间的绝缘性能，另一方面能够提高集流板2与绝缘体12之间一体成型的连接强度，使集流板2与绝缘体12相互之间不易脱离。
53.具体地，主体板21上的凸台215用于与电芯的双极板连接，以对双极板上的电流进行收集；且凸台215的顶端面与绝缘体12的顶端面齐平，从而能够降低凸台215的抵压强度，避免凸台215在与双极板连接时，将尺寸较小的双极板抵压坏的问题，以保证凸台215与双极板之间的稳定连接。
54.进一步地，如图2和图3所示，在主板本体211上未设置有凸台215的位置上设置有用于氧化性气体流通的第一通孔212、用于还原性气体流通的第二通孔213及用于水流通的第三通孔214，端板本体1上与第一通孔212对应的位置设置有第四通孔13、与第二通孔213对应的位置设置有第五通孔14、及与第三通孔214对应的位置设置有第六通孔15，以便于在燃料电池的使用过程中氧化性气体、还原性气体以及水的流通，保证燃料电池的使用性能。其中，氧化性气体为空气中的氧气，还原性气体为氢气或者甲烷，氧气与氢气或者甲烷在燃料电池内反应生成水。
55.具体地，在第四通孔13、第五通孔14及第六通孔15的内壁均包覆有第二绝缘层，从而能够避免燃料电池内产生的水可能会通过第四通孔13、第五通孔14或第六通孔15的内
壁，从而会导致水导通基板11与集流板2的问题，进一步使整个一体化端板的绝缘性较好，保证燃料电池的使用安全性。其中，第二绝缘层的材质为塑料。
56.值得说明的是，由于主板本体211嵌设在绝缘体12的内部，从而能够使主板本体211上的第一通孔212、第二通孔213及第三通孔214的内壁直接被绝缘体12包设，以使第一通孔212、第二通孔213及第三通孔214的内壁具有绝缘效果，不需对第一通孔212、第二通孔213及第三通孔214的内壁额外敷设绝缘层。
57.本实施例中还提出了一种燃料电池，包括如上述的一体化端板及电芯，电芯的两端均设置有一体化端板，由于一体化端板集成了上述的集流板2与端板本体1，一方面能够通过在一体化端板上施加组装力，以将燃料电池封装成一体；另一方面能够通过一体化端板将收集的电芯产生的电流经连接导线输送至外部用电设备，通过一体化端板一个零件，能够同时实现现有技术中的集流板2和端板的作用，减少了零件数量。
58.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，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，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。