电化学电池密封装置的制作方法

本发明涉及电化学密封的，尤其涉及一种电化学电池密封装置。

背景技术：

1、在电化学电池(包括燃料电池、电解槽等)的工作过程中，反应产生气体会不断积聚，导致电池腔内压力增加，进而使得电池内部件密封构件(如垫片)发生形变或位移，严重时甚至可能引起局部泄漏或电通路断路，从而影响电化学电池的正常工作。在电化学电池的工作过程中，由于产品需要，往往会将电化学电池的一侧压力可能增加至3mpa、35mpa甚至70mpa等。但在电化学电池的装配环境往往是常压的(即1个大气压力)，装配环境与工作状态的较大压力差导致了电化学电池存在密封失效的风险。

2、相关技术主要通过在电化学电池构件中直接使用或在某已有部件上附加高回弹的金属弹簧部件或橡胶弹性部件来补偿高压气体所带来的密封构件变形或位移，或者使用远高于气体压力的压装力来限制密封构件的变形空间，从而大幅削减高压气体所带来的影响。但上述方法均不能从根本上解决密封问题，高回弹性也意味着受到横向力的时候更容易变形并使密封失效，而且需要在装配载荷和蠕变松弛之间进行平衡，往往电化学电池的额定工作压力越高，弹性体回弹带来的密封效果就越不明显。而远高于气体压力的压紧载荷，本身就会给装配难度提出更高的要求，随之而来的是制备和加工成本的提升、材料投入量的增加，从而增加产品成本；装置体积在原有基础上增加占用空间较大，由于其体积大，方案较难推广，届时整体装置体积、自重和装配时需要的压装力都将成倍增长，给制造者提出更高的要求。异形件须进行较复杂的开模定制，过厚的结构组件厚度同样也会导致电化学电池内阻增加，影响电化学电池的工作效率。

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用于解决在高压状态下垫片密封结构失效的密封装置，该电化学电池密封装置具有密封效果好、装配难度低的优点。

2、根据本发明实施例的电化学电池密封装置，电化学电池密封装置包括膜电极、双极板、扩散层、密闭件和边框极板，所述双极板位于所述膜电极的两侧，所述边框极板和所述扩散层位于所述膜电极和所述双极板之间，所述扩散层的边缘与所述边框极板相抵接，所述边框极板与所述双极板之间、所述边框极板与所述膜电极之间设置垫片，所述边框极板、所述垫片、所述扩散层和所述双极板或所述膜电极围成容纳腔，所述密闭件位于所述容纳腔内且环绕所述扩散层布置以填充所述容纳腔，所述密闭件具有受压面和形变面，所述受压面与所述扩散层相邻，所述形变面与所述双极板和/或所述边框极板相邻。

3、根据本发明实施例的电化学电池密封装置具有的密封效果好、装配难度低的优点。本申请的密闭件结构简单、装配方便的特点，同时密闭件易于获得，设计自由度高，对现有电化学电池的装配结构影响小，并能在腔内高压的环境下实现自锁，可有效降低电化学电池的损坏风险，从而延长装置寿命。

4、在一些实施例中，所述形变面包括第一形变面和第二形变面，所述第一形变面与所述垫片和至少部分所述边框极板相抵接，所述第二形变面与所述双极板相抵接，所述受压面与所述扩散层相抵接

5、在一些实施例中，所述受压面与所述第一形变面和所述第二形变面相交，所述受压面与所述第一形变面之间的夹角和/或所述受压面与所述第二形变面之间的夹角为锐角。

6、在一些实施例中，所述第一形变面垂直于所述第二形变面。

7、在一些实施例中，所述锐角的角度范围为40°～60°。

8、在一些实施例中，所述密闭件与所述垫片一一对应布置。

9、在一些实施例中，所述密封装置还包括限位槽，所述限位槽位于所述双极板和/或所述边框极板上，所述限位槽与所述密闭件的第二形变面和/或第一形变面相抵接。

10、在一些实施例中，所述密闭件的受压面和形变面上设置保护涂层。

11、在一些实施例中，所述受压面为平面或曲面。

12、在一些实施例中，所述密闭件与所述垫片固定相连。

技术特征：

1.一种电化学电池密封装置，其特征在于，包括：膜电极、双极板、扩散层、密闭件和边框极板，所述双极板位于所述膜电极的两侧，所述边框极板和所述扩散层位于所述膜电极和所述双极板之间，所述扩散层的边缘与所述边框极板相抵接，所述边框极板与所述双极板之间、所述边框极板与所述膜电极之间设置垫片，所述边框极板、所述垫片、所述扩散层和所述双极板或所述膜电极围成容纳腔，所述密闭件位于所述容纳腔内且环绕所述扩散层布置以填充所述容纳腔，所述密闭件具有受压面和形变面，所述受压面与所述扩散层相邻，所述形变面与所述双极板和/或所述边框极板相邻。

2.根据权利要求1所述的电化学电池密封装置，其特征在于，所述形变面包括第一形变面和第二形变面，所述第一形变面与所述垫片和至少部分所述边框极板相抵接，所述第二形变面与所述双极板相抵接，所述受压面与所述扩散层相抵接。

3.根据权利要求2所述的电化学电池密封装置，其特征在于，所述受压面与所述第一形变面和所述第二形变面相交，所述受压面与所述第一形变面之间的夹角和/或所述受压面与所述第二形变面之间的夹角为锐角。

4.根据权利要求3所述的电化学电池密封装置，其特征在于，所述第一形变面垂直于所述第二形变面。

5.根据权利要求3所述的电化学电池密封装置，其特征在于，所述锐角的角度范围为40°～60°。

6.根据权利要求1所述的电化学电池密封装置，其特征在于，所述密闭件与所述垫片一一对应布置。

7.根据权利要求1所述的电化学电池密封装置，其特征在于，还包括限位槽，所述限位槽位于所述双极板和/或所述边框极板上，所述限位槽与所述密闭件的第二形变面和/或第一形变面相抵接。

8.根据权利要求1所述的电化学电池密封装置，其特征在于，所述密闭件的受压面和形变面上设置保护涂层。

9.根据权利要求1所述的电化学电池密封装置，其特征在于，所述受压面为平面或曲面。

10.根据权利要求1所述的电化学电池密封装置，其特征在于，所述密闭件与所述垫片固定相连。

技术总结
本发明公开一种电化学电池密封装置，电化学电池密封装置包括膜电极、双极板、扩散层、密闭件和边框极板，所述双极板位于所述膜电极的两侧，所述边框极板和所述扩散层位于所述膜电极和所述双极板之间，所述扩散层的边缘与所述边框极板相抵接，所述边框极板与所述双极板之间、所述边框极板与所述膜电极之间设置垫片，所述边框极板、所述垫片、所述扩散层和所述双极板或所述膜电极围成容纳腔，所述密闭件位于所述容纳腔内且环绕所述扩散层布置以填充所述容纳腔，所述密闭件具有受压面和形变面，所述受压面与所述扩散层相邻，所述形变面与所述双极板和/或所述边框极板相邻。本发明提供的电化学电池密封装置具备密封效果好、装配难度低的优点。

技术研发人员：赵强,宁静怡,赵宇峰,梅武
受保护的技术使用者：长春绿动氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11