一种一体成型的燃料电池夹具及其制作方法和燃料电池与流程

本发明涉及燃料电池，尤其是涉及一种一体成型的燃料电池夹具及其制作方法和燃料电池。

背景技术：

1、燃料电池是不经过燃料燃烧，通过电化学反应连续把燃料和氧化剂化学能直接转换成电能的发电装置，具有高效、清洁、低噪音及比功率高等优点。

2、目前，燃料电池单电池主要以端部、集流板、极板等多个部件堆叠组装形成，各部件间均需要考虑气密及组合度情况。电池的性能及气密性受电池组合精度的影响，且随着电池使用时间的增长，各部件可能出现老化磨损等现象，使气密性受到影响。而且，由于电池各部件老化程度不同，电池中膜电极会出现受力不均的现象，导致电池性能下降。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种一体成型的燃料电池夹具。

2、本发明的实施例还提出一体成型的燃料电池夹具的制作方法。

3、本发明的实施例又提出了一种具有上述燃料电池夹具的燃料电池。

4、本发明实施例的一体成型的燃料电池夹具，包括：本体，所述本体具有在第一方向上相对的第一端面和第二端面,所述本体设有用于导出电流的电流导出部；气体通道槽，所述气体通道槽设置在所述第一端面上，所述本体上设有与所述气体通道槽贯通的第一气体接口和第二气体接口；水通道，所述水通道设在所述本体内部，所述本体上设有与所述水通道贯通的第一水接口和第二水接口。

5、本发明实施例提供的一体成型的燃料电池夹具集成了相关技术中燃料电池的极板、集流板、循环水通路、端板等部件，整合了各部件的功能，极大的简化了燃料电池的结构，减少了燃料电池的夹具数量，降低了燃料电池的组装难度，还有利于减少电池尺寸，实现燃料电池单电池运行及测试效率的提高。此外，本发明实施例提供的一体成型的燃料池极板实现了功能性集成，避免了相关技术中极板、端板、集流板等多部件堆叠产生的部件老化磨损、气密性不稳定、电池性能下降的问题发生，具有气密性良好的优点。

6、在一些实施例中，所述气体通道槽和/或所述水通道为蛇形、交指型或网状。

7、在一些实施例中，所述本体为板状结构，所述第一方向为所述本体的厚度方向，所述本体具有与所述第一端面和所述第二端面相互垂直的侧面，所述第一气体接口、所述第二气体接口、所述第一水接口和所述第二水接口均设在所述侧面上。

8、在一些实施例中，所述本体为矩形板状结构，所述侧面包括第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述第一侧面和所述第二侧面在第二方向上相对，所述第三侧面和所述第四侧面在第三方向上相对，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向彼此相互垂直。

9、在一些实施例中，所述第一气体接口和所述第二气体接口设置在相对的两个侧面上，所述第一水接口和所述第二水接口设置在相对的两个侧面上。

10、在一些实施例中，所述本体上设有测温孔，所述测温孔在所述第一方向上位于所述气体通道槽和所述水通道之间。

11、在一些实施例中，所述本体上设有若干沿所述第一方向延伸的安装通孔，所述安装通孔用于穿设连接螺栓。

12、在一些实施例中，所述电流导出部位于所述本体的侧方，所述电流导出部上设有用于导出电流的电流导出孔。

13、本发明另一方面的实施例提供了一种根据上述任一项实施例中的所述燃料电池夹具的制作方法，包括以下步骤：绘制所述燃料电池夹具的3d结构图，再按照3d结构图采用3d打印材料通过3d打印技术将所述燃料电池夹具制作成型。

14、应用增材制造技术数字建模设计并一体成型，无需考虑加工方式对气体及水热流道限制，可以极大的简化电池部件数量，且气体及水热流道设计更加自由，可以根据电池模拟仿真结果更合理布置流道位置、宽度、深度等参数，以提高电池性能。

15、本发明再一方面实施例提供的燃料电池，包括：两个燃料电池夹具，所述燃料电池夹具为上述任一项实施例中所述的燃料电池夹具；膜电极，所述膜电极夹设在所述两个燃料电池夹具之间且两个所述燃料电池夹具的第一端面相对。

16、本发明实施例提供的燃料电池由两个燃料电池夹具和一个膜电极组装而成，两个燃料电池夹具分别作为燃料电池的阴极端和阳极端，安装于膜电极的两侧。由于燃料电池夹具的功能性集成，燃料电池的组成部件数量减少，从而降低了燃料电池的组装难度。此外，避免多部件堆叠组装的燃料电池具有气密性良好、电池性能稳定的优点。

技术特征：

1.一种一体成型的燃料电池夹具，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一体成型的燃料电池夹具，其特征在于，所述气体通道槽和/或所述水通道为蛇形、交指型或网状。

3.根据权利要求1或2所述的一体成型的燃料电池夹具，其特征在于，所述本体为板状结构，所述第一方向为所述本体的厚度方向，所述本体具有与所述第一端面和所述第二端面相互垂直的侧面，所述第一气体接口、所述第二气体接口、所述第一水接口和所述第二水接口均设在所述侧面上。

4.根据权利要求3所述的一体成型的燃料电池夹具，其特征在于，所述本体为矩形板状结构，所述侧面包括第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述第一侧面和所述第二侧面在第二方向上相对，所述第三侧面和所述第四侧面在第三方向上相对，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向彼此相互垂直。

5.根据权利要求4所述的一体成型的燃料电池夹具，其特征在于，所述第一气体接口和所述第二气体接口设置在相对的两个侧面上，所述第一水接口和所述第二水接口设置在相对的两个侧面上。

6.根据权利要求1所述的一体成型的燃料电池夹具，其特征在于，所述本体上设有测温孔，所述测温孔在所述第一方向上位于所述气体通道槽和所述水通道之间。

7.根据权利要求1所述的一体成型的燃料电池夹具，其特征在于，所述本体上设有若干沿所述第一方向延伸的安装通孔，所述安装通孔用于穿设连接螺栓。

8.根据权利要求1所述的一体成型的燃料电池夹具，其特征在于，所述电流导出部位于所述本体的侧方，所述电流导出部上设有用于导出电流的电流导出孔。

9.一种根据权利要求1-8任意一项所述燃料电池夹具的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种燃料电池，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种一体成型的燃料电池夹具及其制备方法和燃料电池，燃料电池夹具包括本体、气体流通槽和水通道。本体具有在第一方向上相对的第一端面和第二端面,本体设有用于导出电流的电流导出部，气体通道槽设置在第一端面上，本体上设有与气体通道槽贯通的第一气体接口和第二气体接口，水通道设在本体内部，本体上设有与水通道贯通的第一水接口和第二水接口。本发明提供燃料电池夹具集成了相关技术中燃料电池的极板、集流板、循环水通路、端板等部件，整合了各部件的功能，极大的简化了燃料电池的结构，减少了燃料电池的夹具数量，降低了燃料电池的组装难度，实现了功能性集成，具有气密性良好的优点。

技术研发人员：曾箐雨,郑言贞,常磊,潘昱轩,张荣尊,张涵月,路瑶,李吉涛
受保护的技术使用者：国家电投集团氢能科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13