一种用于燃料电池电堆装配的内定位结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及燃料电池电堆装配方法。
【背景技术】
[0002]燃料电池是一种通过膜电极上的电催化反应将燃料与氧化剂中的化学能直接高效地转化为电能的发电装置。多节燃料电池单池以压滤机方式叠加装配在一起形成燃料电池电堆(或称为“电池组”)。
[0003]燃料电池电堆装配过程中，通常需要使用定位装置将电堆内部的膜电极组件(MEA)、密封件、双极板、以及端板等部件对齐，无相对位移发生，从而形成比较光滑的供反应气体或冷却介质流动与分配的公用孔道。若无定位装置或定位不准确，电堆装配时各部件容易错位，导致密封不严，电堆出现窜气、漏气现象，电堆内部反应气与冷却介质分配也不均匀，电堆将无法正常工作。因此燃料电池电堆的好坏，电堆装配中的定位起关键作用。
[0004]燃料电池电堆的定位主要有两种:内定位和外定位(CN 17255A，CN 1787263A，CN1750303A)。内定位通常使用的是整根定位杆，且杆长大于电堆自身长度，电堆装配完成后需要将内定位杆取出。另外，初次装配成功的燃料电池电堆中各单池或其它部件可能没有达到设计技术指标，或者电堆使用一段时间后某些部件性能衰减、甚至出现故障，需要将整个燃料电池电堆拆解，更换掉质量次的单池或部件，重新装配。这种反复装配需要多次插入、取出内定位杆，浪费了宝贵的时间、精力，且反复使用导致内定位杆磨损严重，影响下一次使用时的准确定位。
【发明内容】
[0005]本发明旨在克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种用于燃料电池电堆装配的内定位结构，用于燃料电池各部件在装配过程中的准确定位，详细介绍如下:
[0006]—种用于燃料电池电堆装配的内定位结构，由多个定位节组成。所述定位节一端为凸出结构、另一端凹进结构，凸出结构可完全嵌入凹进结构，多个定位节连接后可构成一段较长的定位杆。
[0007]所述定位节可插入燃料电池电堆定位孔中，其截面形状与定位孔形状相同，可以是圆形或多边形。
[0008]所述定位节长度为I?100mm，优选长度为燃料电池单池厚度。
[0009]所述定位节的凸出结构与凹进结构截面形状相同，可以是圆形或多边形。
[0010]所述定位节的凸出结构与凹进结构表面是光滑的、或者带有相应的螺纹。
[0011]所述定位节材质为高强度非金属或金属，使用金属定位节时应对燃料电池各部件定位孔附近导电部位做绝缘处理，防止各部件通过定位节形成电子通路。
[0012]在使用本发明所述内定位结构进行电堆装配过程中，可在不少于I个的定位孔中插入定位节，然后再放置燃料电池各部件；电堆装配完成后，定位节不取出，留在电堆内部；电堆需要维修或更换部件时可在故障部位直接拆开，不需要再次插入定位节。
[0013]需要指出的是，燃料电池电堆在装配过程中其高度不断变化:电堆压紧过程中高度逐渐减小，拆解过程中电堆内部弹性部件所受压力减小、堆高度逐渐增加，因此需要适当去除或增加内定位节的数量，以不影响电堆正常装配。
[0014]本发明的优点:
[0015]本发明所述内定位结构安装、拆卸均比较方便，在燃料电池电堆装配或维修过程中不需要反复插拔，提高了电堆装配效率，同时又可减少定位杆的磨损。
【附图说明】
[0016]图1实施例中内定位节正视图；
[0017]图2实施例中内定位节侧视图；
[0018]图3实施例中内5个定位节连接结构示意图；
[0019]图4实施例中安装有定位节的燃料电池电堆示意图。
【具体实施方式】
[0020]为使熟悉该项技艺人士了解本发明的目的、特征及功效，由下述具体实施例，对本发明详加说明。
[0021]实施例:
[0022]本实施例中燃料电池电堆共100节，使用了本发明所述的内定位结构。内定位节为聚四氟乙烯材质，长度为单池厚度约5mm，正视图如图1所示。定位节为圆柱形，一端为凸起结构，一端为凹进结构，凸起、凹进结构截面均为圆形，图2即为定位节侧视图。多个定位节互相嵌入连接，构成一个整体，如图3所示。
[0023]图4为使用定位节的100节燃料电池电堆(10)结构示意图。图4中电堆是由第一、第二端板(la、Ib)、第一、第二集流板(2a、2b)、双极板3、膜电极组件4、以及定位节5组成。图4中定位节共两组，均完全嵌入端板、集流板、双极板、膜电极组件等电堆部件的定位孔中(定位孔位于各部件对角)，从而使各部件准确定位，无相对移动，保证了燃料电池电堆性能。
[0024]电堆因某部件故障需要拆解时，不需要再额外插入内定位杆，可直接从故障部位打开，如图4所示，由于内定位节的存在，其它正常电池仍相对保持在原位置，没有发生错位，提高了再次装配成功的机率。
[0025]本发明所述内定位结构安装、拆卸均比较方便，在燃料电池电堆装配或维修过程中不需要反复插拔，提高了电堆装配效率，同时又可减少定位杆的磨损。
【主权项】
1.一种用于燃料电池电堆装配的内定位结构，其特征在于:由2个以上的定位节组成；所述定位节为柱状，柱状的一侧端面设有一凸出结构、另一侧端面设有一凹进结构，凸出结构可完全嵌入凹进结构中，2个以上的定位节依次串连连接后构成一段长的定位杆。2.根据权利要求1所述的内定位结构，其特征在于:所述定位节在电堆装配时插入燃料电池电堆定位孔中，其径向截面形状与定位孔径向形状和大小相同，可以是圆形或多边形。3.根据权利要求1所述的内定位结构，其特征在于:所述定位节轴向长度为I?10mm,优选长度为燃料电池单电池厚度。4.根据权利要求1、2或3所述的内定位结构，其特征在于:所述定位节的凸出结构与凹进结构径向截面形状和大小相同，可以是圆形或多边形。5.根据权利要求1所述的内定位结构，其特征在于:所述定位节的凸出结构外表面与凹进结构内表面是光滑的表面、或者带有相应的螺纹表面。6.根据权利要求1所述的内定位结构，其特征在于:所述定位节材质为高强度非金属或金属；使用金属定位节时，应对燃料电池各部件定位孔附近导电部位做绝缘处理，防止各部件通过定位节形成电子通路。7.根据权利要求1所述的内定位结构，其特征在于:所述凸出结构和凹进结构处于柱状二侧端面的相对应位置处。
【专利摘要】本发明涉及一种用于燃料电池电堆装配的内定位结构，用于电堆装配过程中各部件的准确定位。本发明所述内定位结构安装、拆卸均比较方便，在燃料电池电堆装配或维修过程中不需要反复插拔，提高了电堆装配效率，同时又可减少定位杆的磨损。
【IPC分类】H01M8/00, H01M2/10
【公开号】CN105655609
【申请号】
【发明人】耿江涛, 陈中岩, 洪有陆, 侯明, 邵志刚
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月26日