一种燃料电池单电池及燃料电池的制作方法

本技术涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池单电池及燃料电池。

背景技术：

1、燃料电池单电池的膜电极包括ccm(catalystcoatedmembrane，催化剂涂覆膜)、上气体扩散层和下气体扩散层，上气体扩散层和下气体扩散层分别设置于ccm的相对两侧面。

2、膜电极还包括支撑框，支撑框设置于ccm的周向边缘，支撑框和ccm均粘接固定于上气体扩散层。具体地，质子交换膜的周向边缘伸出上催化剂层，使质子交换膜邻近上催化剂层的周向边缘外露，外露的部分粘贴固定于上气体扩散层。

3、为了提高粘贴强度，上气体扩散层面朝ccm的一侧设置有台阶面，台阶面靠近ccm中心的一侧通过热熔胶粘贴固定于外露的质子交换膜，台阶面的边缘部分通过热熔胶粘贴固定于支撑框，下气体扩散层与支撑框间隔设置，下体扩散层夹设于ccm和下隔膜之间。

4、采用上述技术方案存在以下缺陷：

5、(1)、上气体扩散层需要做台阶设计，会增大加工成本；

6、(2)、由于下气体扩散层和支撑框之间具有间隔，且下体扩散层仅是夹设于ccm和下隔膜之间，高速生产过程中，下气体扩散层和催化剂涂覆膜之间容易发生相对移动，从而影响产品质量。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提出一种燃料电池单电池及燃料电池，能够提高燃料电池电池单电池的质量和使用寿命，降低加工成本。

2、为达此目的，一方面，本实用新型提供了一种燃料电池单电池，包括膜电极接合体，所述膜电极接合体包括依次层叠设置的第一气体扩散层、第一催化剂层、质子交换膜、第二催化剂层和第二气体扩散层；所述质子交换膜的周向边缘伸出所述第一催化剂层，所述第二气体扩散层的周向边缘伸出所述第二催化剂层；所述燃料电池单电池还包括：

3、支撑框架，设置于所述第二气体扩散层的外周；

4、支撑膜，设置于所述第一气体扩散层的外周且固定于所述支撑框架，所述第二气体扩散层伸出所述第二催化剂层的部分、所述质子交换膜伸出所述第一催化剂层的部分与所述支撑膜之间均形成有粘接层。

5、作为上述燃料电池单电池的一种优选技术方案，所述质子交换膜的外周壁和所述第二催化剂层的外周壁均形成有所述粘接层。

6、作为上述燃料电池单电池的一种优选技术方案，沿所述燃料电池单电池的厚度方向，所述第一气体扩散层背对所述第一催化剂层的一端伸出所述支撑膜。

7、作为上述燃料电池单电池的一种优选技术方案，所述支撑膜间隔地设置于所述第一催化剂层的外周。

8、作为上述燃料电池单电池的一种优选技术方案，所述第一气体扩散层的周向边缘伸出所述第一催化剂层。

9、作为上述燃料电池单电池的一种优选技术方案，所述第一催化剂层的外周壁形成有所述粘接层。

10、作为上述燃料电池单电池的一种优选技术方案，沿垂直于所述燃料电池单电池厚度方向的方向，所述支撑膜和所述第一气体扩散层之间具有第一间隔。

11、作为上述燃料电池单电池的一种优选技术方案，所述第一气体扩散层的外周壁形成有所述粘接层。

12、作为上述燃料电池单电池的一种优选技术方案，所述粘接层为uv胶层。

13、另一方面，本实用新型还提供了一种燃料电池，包括上述任一方案所述的燃料电池单电池。

14、本实用新型有益效果：本实用新型提供的燃料电池单电池及燃料电池，第二气体扩散层的周向边缘伸出第二催化剂层，防止第二气体扩散层粗糙的周向边缘如碳纤维的起毛部分刺入第二催化剂层而损伤第二催化剂层；同时将支撑膜设置于第一气体扩散层的外周且固定于支撑框架，并将支撑膜通过粘贴层同时粘接于第二气体扩散层伸出第二催化剂层的部分，及质子交换膜伸出第一催化剂层的部分，使第二气体扩散层、质子交换膜被粘贴固定于支撑膜，可以防止高速生产时第二气体扩散层、第二催化剂层、支撑膜之间发生相对位移而产生尺寸误差；而且无需进行第一催化剂层和支撑膜之间的粘贴，且第一催化剂层上无需加工台阶面，降低了加工成本，简化了燃料电池单电池的制备工序，提高了燃料电池单电池的制备效率。

15、支撑膜设置于第一气体扩散层的外周且固定于支撑框架，在层叠燃料电池单电池制备燃料电池时，燃料电池单电池会受到沿其厚度方向的作用力，通过支撑膜对第一气体扩散层进行限位，能够起到防止第一气体扩散层、第一催化剂层、支撑膜之间相对位置发生变化；而且利用支撑膜对第一气体扩散层进行限位，还可以防止高速生产时第一气体扩散层和第一催化剂层发生相对位移而产生尺寸误差。

16、本实用新型提供的燃料电池单电池，机械耐久性较高，燃料电池单电池的使用寿命较长。

技术特征：

1.一种燃料电池单电池，包括膜电极接合体，所述膜电极接合体包括依次层叠设置的第一气体扩散层(5)、第一催化剂层(41)、质子交换膜(42)、第二催化剂层(43)和第二气体扩散层(6)；其特征在于，所述质子交换膜(42)的周向边缘伸出所述第一催化剂层(41)，所述第二气体扩散层(6)的周向边缘伸出所述第二催化剂层(43)；所述燃料电池单电池还包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池单电池，其特征在于，所述质子交换膜(42)的外周壁和所述第二催化剂层(43)的外周壁均形成有所述粘接层(8)。

3.根据权利要求1所述的燃料电池单电池，其特征在于，沿所述燃料电池单电池的厚度方向，所述第一气体扩散层(5)背对所述第一催化剂层(41)的一端伸出所述支撑膜(7)。

4.根据权利要求1所述的燃料电池单电池，其特征在于，所述支撑膜(7)间隔地设置于所述第一催化剂层(41)的外周。

5.根据权利要求1所述的燃料电池单电池，其特征在于，所述第一气体扩散层(5)的周向边缘伸出所述第一催化剂层(41)。

6.根据权利要求5所述的燃料电池单电池，其特征在于，所述第一催化剂层(41)的外周壁形成有所述粘接层(8)。

7.根据权利要求5所述的燃料电池单电池，其特征在于，沿垂直于所述燃料电池单电池厚度方向的方向，所述支撑膜(7)和所述第一气体扩散层(5)之间具有第一间隔。

8.根据权利要求7所述的燃料电池单电池，其特征在于，所述第一气体扩散层(5)的外周壁形成有所述粘接层(8)。

9.根据权利要求1至8任一项所述的燃料电池单电池，其特征在于，所述粘接层(8)为uv胶层。

10.燃料电池，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的燃料电池单电池。

技术总结
本技术涉及燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池单电池及燃料电池，第二气体扩散层的周向边缘伸出第二催化剂层，防止第二气体扩散层粗糙的周向边缘如碳纤维的起毛部分刺入第二催化剂层而损伤第二催化剂层；将第二气体扩散层、质子交换膜粘贴固定于支撑膜，防止高速生产时第二气体扩散层、第二催化剂层、支撑膜之间发生相对位移而产生尺寸误差；利用支撑膜对第一气体扩散层进行限位，无需进行第一催化剂层和支撑膜之间的粘贴固定，且第一催化剂层上无需加工台阶面，降低了加工成本，简化了燃料电池单电池的制备工序，提高了燃料电池单电池的制备效率。本技术提供的燃料电池单电池，机械耐久性较高，燃料电池单电池的使用寿命较长。

技术研发人员：王英,漆海龙,赵小震
受保护的技术使用者：中汽创智科技有限公司
技术研发日：20230706
技术公布日：2024/1/15