电堆组件以及燃料电池的制作方法

本申请涉及新能源，具体涉及一种电堆组件以及燃料电池。

背景技术：

1、目前，燃料电池双极板通常由两个单极板焊接形成，在燃料电池进行组堆时，通过将双极板与膜电极间隔层叠组装形成燃料电池电堆组件。其中，完成焊接的双极板所对应的两个单极板相邻之间形成冷却水流道，而相背的一侧为反应气体(例如氢气或氧气)流道，即双极板其中一个单极板与膜电极的一侧接触形成氧气流场，另外一个单极板与膜电极的另一侧接触形成氢气流场。然而，两个单极板在焊接形成双极板的过程中，由于单极板通常金属厚度较薄(小于0.1mm)，容易使单极板产生焊接变形的现象。

技术实现思路

1、在上述技术背景的基础上，发明人进一步研发了预先制成由阴极板、阳极板以及膜电极组成的单体电池，通过堆叠多个单体电池从而形成燃料电池电堆组件，相对于传统双极板与膜电极层叠的方案，可以规避双极板焊接形成过程的单极板变形缺陷，但实用新型人在堆叠多个单体电池时，由于没有采用焊接的双极板，相邻的单体电池之间存在无法对准的情况，在压堆时容易发生错位并难以保证密封效果。

2、为此，本申请提供一种电堆组件以及燃料电池，旨在解决堆叠多个单体电池进行压堆时容易发生错位并难以保证密封效果的技术问题。

3、第一方面，本申请提供一种电堆组件，包括：

4、多个堆叠的单体电池，单体电池包括阴极板、阳极板以及膜电极，膜电极位于阴极板与阳极板之间；

5、阴极板背离膜电极的一面具有第一卡合部，阳极板背离膜电极的一面具有与第一卡合部对应的第二卡合部；

6、其中，相邻的单体电池中上一单体电池的第一卡合部与下一单体电池的第二卡合部卡合，且第一卡合部与第二卡合部为过盈配合。

7、在一些实施例中，第一卡合部与第二卡合部在沿多个单体电池堆叠方向的卡合力大于或等于1n。

8、在一些实施例中，第一卡合部与第二卡合部在沿多个单体电池堆叠方向的卡合力大于或等于单体电池的重力。

9、在一些实施例中，第一卡合部包括沿背离膜电极的方向凸起的圆形凸起部；

10、第二卡合部包括沿背离膜电极的方向凸起的环形凸起部，环形凸起部的圆心角大于或等于180°，且环形凸起部围合圆形凸起部。

11、在一些实施例中，环形凸起部的内径小于圆形凸起部的外径。

12、在一些实施例中，圆形凸起部和环形凸起部的数量为多个，圆形凸起部与环形凸起部一一对应；

13、多个环形凸起部中至少一个环形凸起部邻近阳极板的宽度边缘设置，且至少一个环形凸起部邻近阳极板的长度边缘设置。

14、在一些实施例中，多个环形凸起部包括第一子环形凸起部以及第二子环形凸起部；

15、第一子环形凸起部具有第一缺口，第一子环形凸起部位于阳极板的宽度边缘处，且第一缺口朝向阳极板的宽度边缘；

16、第二子环形凸起部具有第二缺口，第二子环形凸起部位于阳极板的长度边缘处，且第二缺口朝向阳极板的长度边缘。

17、在一些实施例中，阳极板为方形结构，第一子环形凸起部和第二子环形凸起部位于阳极板一条对角线的两端。

18、在一些实施例中，阴极板具有第一贯穿孔、第二贯穿孔以及第三贯穿孔，第二贯穿孔和第三贯穿孔分别位于第一贯穿孔的两侧；

19、多个圆形凸起部中至少一个圆形凸起部位于第一贯穿孔与第二贯穿孔之间；和/或者

20、多个圆形凸起部中至少一个圆形凸起部位于第一贯穿孔与第三贯穿孔之间。

21、第二方面，本申请提供一种燃料电池，包括如第一方面所述的电堆组件。

22、本申请通过多个堆叠的单体电池形成燃料电池电堆组件，每个单体电池均包括阴极板、阳极板以及膜电极，由于阴极板背离膜电极的一面具有第一卡合部，阳极板背离膜电极的一面具有与第一卡合部对应的第二卡合部，在相邻的单体电池进行堆叠时，上一单体电池的阴极板的第一卡合部与下一单体电池的阳极板的第二卡合部卡合，可以使得相邻的单体电池快速对准，避免在多个堆叠的单体电池进行压堆时发生的错位现象；同时，由于第一卡合部与第二卡合部为过盈配合，使得相邻的单体电池通过第一卡合部和第二卡合部具有一定的卡合力，避免在多个单体电池堆叠或者压堆时产生变形而难以保证密封效果的现象。

技术特征：

1.一种电堆组件，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电堆组件，其特征在于，所述第一卡合部与所述第二卡合部在沿多个所述单体电池堆叠方向的卡合力大于或等于1n。

3.如权利要求1所述的电堆组件，其特征在于，所述第一卡合部与所述第二卡合部在沿多个所述单体电池堆叠方向的卡合力大于或等于所述单体电池的重力。

4.如权利要求1所述的电堆组件，其特征在于，所述第一卡合部包括沿背离所述膜电极的方向凸起的圆形凸起部；

5.如权利要求4所述的电堆组件，其特征在于，所述环形凸起部的内径小于所述圆形凸起部的外径。

6.如权利要求4所述的电堆组件，其特征在于，所述圆形凸起部和所述环形凸起部的数量为多个，所述圆形凸起部与所述环形凸起部一一对应；

7.如权利要求6所述的电堆组件，其特征在于，多个所述环形凸起部包括第一子环形凸起部以及第二子环形凸起部；

8.如权利要求7所述的电堆组件，其特征在于，所述阳极板为方形结构，所述第一子环形凸起部和所述第二子环形凸起部位于所述阳极板一条对角线的两端。

9.如权利要求6所述的电堆组件，其特征在于，所述阴极板具有第一贯穿孔、第二贯穿孔以及第三贯穿孔，所述第二贯穿孔和所述第三贯穿孔分别位于所述第一贯穿孔的两侧；

10.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电堆组件。

技术总结
本申请提供一种电堆组件以及燃料电池，电堆组件包括多个堆叠的单体电池，单体电池包括阴极板、阳极板以及膜电极，膜电极位于阴极板与阳极板之间；阴极板背离膜电极的一面具有第一卡合部，阳极板背离膜电极的一面具有与第一卡合部对应的第二卡合部；其中，相邻的单体电池中上一单体电池的第一卡合部与下一单体电池的第二卡合部卡合，且第一卡合部与第二卡合部为过盈配合。本申请可以使得相邻的单体电池快速对准，避免在多个堆叠的单体电池进行压堆时发生的错位现象。

技术研发人员：占静玲,邵恒,唐厚闻,王淼,麦建明
受保护的技术使用者：上海氢晨新能源科技有限公司
技术研发日：20221227
技术公布日：2024/1/12