本發(fā)明涉及一種用于電化學(xué)系統(tǒng)的隔離板以及這種電化學(xué)系統(tǒng)。

所述隔離板可以被用于例如燃料電池系統(tǒng)中，其中從氫氣和氧氣中得到電能。所述隔離板也可被用于通過施加電壓的方式從水中制取氫氣和氧氣的電解器中。所述隔離板同樣可以用于通過施加壓力使氫氣分子在氧化/還原作用下傳過膜并同時(shí)使其被壓縮的電化學(xué)壓縮機(jī)中。另外，所述隔離板也可以用于電化學(xué)系統(tǒng)的加濕器，其中待進(jìn)料至電化學(xué)系統(tǒng)的干燥氣體通過濕氣體(大部分是電化學(xué)系統(tǒng)的廢氣)進(jìn)行加濕。

通常，用于電化學(xué)系統(tǒng)的隔離板包含具有兩塊金屬單板的平板對，其中每兩塊隔離板圍繞電化學(xué)電池，例如燃料電池，并將該電池與下一個(gè)電化學(xué)電池分隔開。此處，在電化學(xué)系統(tǒng)中，大量的電化學(xué)電池(例如多達(dá)200個(gè))大多被連續(xù)堆疊成一堆，以這種方式再通過隔離板使這些電池彼此分隔開。這些電池本身通常由膜電極組件/單元組成，通常叫做mea(膜電極組件)，以及位于mea的兩側(cè)的不同的氣體擴(kuò)散層(gdl)組成，所述氣體擴(kuò)散層例如由導(dǎo)電的炭無紡布組成。整個(gè)堆通過夾鉗系統(tǒng)在兩個(gè)端板之間保持在一起，并且由預(yù)應(yīng)力提供。在加濕器的情況中，電池僅由膜組成，可能會(huì)有支持介質(zhì)以及相當(dāng)于氣體擴(kuò)散層的多孔結(jié)構(gòu)，但其并不需要能夠?qū)щ姟?/p>

在電化學(xué)系統(tǒng)中，除了將電化學(xué)電池彼此分隔開之外，隔離板還有更多的功能。這些功能一方面是不同電化學(xué)電池的電極的電接觸，也引導(dǎo)電流到各相鄰的電池，另一方面為電池提供運(yùn)行介質(zhì)并移除反應(yīng)產(chǎn)物，還有冷卻電化學(xué)電池并向前傳輸廢熱，以及將兩種不同的運(yùn)行介質(zhì)和冷卻劑的隔層互相密封和對外密封。

用于運(yùn)行介質(zhì)的通孔通常一方面特別用于氫氣或者甲醇另一方面特別用于空氣或者氧氣，以及用于冷卻劑(大部分是去礦物質(zhì)水和抗凍劑的混合物)，這些通孔相應(yīng)地在隔離板的單個(gè)金屬板中形成，用于電化學(xué)電池的供應(yīng)。運(yùn)行介質(zhì)和冷卻劑在下文中同時(shí)被稱為介質(zhì)。此外，在兩塊金屬單板的每一個(gè)中形成分配結(jié)構(gòu)，其中在兩塊單板的兩個(gè)表面都形成通道。運(yùn)行介質(zhì)在隔離板的每個(gè)面向外部的表面上運(yùn)行，冷卻劑在兩個(gè)金屬單板的中間空間運(yùn)行。在通道結(jié)構(gòu)中引入運(yùn)行介質(zhì)的區(qū)域也被稱為隔離板的電化學(xué)活性區(qū)域。每個(gè)分配結(jié)構(gòu)與至少兩個(gè)通孔連通，具體來說與各流體的至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口連通。每個(gè)獨(dú)立的金屬板(至少在隔離板的電化學(xué)活性區(qū)域周圍以及通孔的周圍以周邊密封的方式)由密封結(jié)構(gòu)圍繞，該密封結(jié)構(gòu)與電化學(xué)活性區(qū)域或者通孔各自的邊緣保持距離，以便將不同的介質(zhì)區(qū)域互相密封并與外界密封。電化學(xué)活性區(qū)域的密封此處可以這樣實(shí)現(xiàn)，通過本身的周邊密封結(jié)構(gòu)對包含電化學(xué)活性區(qū)域的隔層進(jìn)行密封過的通孔被設(shè)置在密封結(jié)構(gòu)內(nèi)，該結(jié)構(gòu)圍繞該區(qū)域周邊密封。

使密封結(jié)構(gòu)凸出進(jìn)隔離結(jié)構(gòu)的金屬單板(具體是以全珠狀物或者半珠狀物狀以直線延伸的形式)已經(jīng)在de10158772a1中被提出。目前滿足預(yù)期的一種密封結(jié)果可以通過這些直線狀排列的珠狀物在具有基本方形的基底表面和少量至中量的板數(shù)的小隔離板的情況中達(dá)成，同時(shí)采用堆疊體的高箝位(clamping)。但是，在具有更狹長平板基底表面的隔離板或者更大的隔離板中讓珠狀物沿直線排列，密封的結(jié)果絕大部分不令人滿意。隨著長珠狀物部分沿直線排列，這些珠狀物會(huì)隨著與角處的距離增加而失去它們的硬度并且會(huì)在關(guān)鍵區(qū)域達(dá)不到足夠的回復(fù)力。

在wo2004/036677a2中，解決這種情況的一個(gè)嘗試是將密封元件至少分區(qū)設(shè)計(jì)為具有非線性進(jìn)程的全珠狀物。這些一方面是在兩側(cè)周期性交替的形式變厚變薄的珠狀物，另一方面也分區(qū)具有總體波浪狀進(jìn)程的珠狀物。此處，珠狀物側(cè)面的基本寬度(與波浪狀珠狀物各自的中心線呈直角測量)與波浪狀區(qū)域中側(cè)面的進(jìn)程寬度保持相同。因此，特別是在波峰和波谷(即峰值)的區(qū)域形成具有不同的硬度和彈性的不同的內(nèi)徑和外徑。在不同情況下，改變壓力在珠狀物頂部接觸區(qū)域的同質(zhì)性，以彼此相對的方式相對于彼此相對的珠狀物側(cè)面改變，因此結(jié)果會(huì)順著珠狀物的兩個(gè)側(cè)面。此處，存在介質(zhì)流過珠狀物硬度較低區(qū)域的密封結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)，亦即運(yùn)行介質(zhì)流進(jìn)隔離板內(nèi)部以及冷卻劑流到隔離板的外部空間。一方面，為了電化學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)行，各自的介質(zhì)流失?？紤]到電化學(xué)系統(tǒng)的效率，這是不能被接受的。另一方面，存在冷卻劑進(jìn)入運(yùn)行介質(zhì)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)，比如會(huì)損傷那里的膜。

由于堆疊體中有大量的隔離板，在單個(gè)隔離板或者隔離板的單個(gè)金屬單板中沿著其進(jìn)程的硬度和彈力的小的差異會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)連接/設(shè)置的密封珠狀物的彈力很大的差異，這樣在獨(dú)立隔離板上的小差異會(huì)在整個(gè)堆的密封性上有極大的影響。

因此本發(fā)明的目的是指定一種隔離板，其允許電化學(xué)電池均勻密封，不需要與現(xiàn)有技術(shù)密封所需的密封設(shè)置相比明顯更多的構(gòu)建空間。這種隔離板的成本應(yīng)該與現(xiàn)有技術(shù)的隔離板所需的成本相當(dāng)，使得制造方法的成本以及材料成本至多只是不明顯地增加。密封應(yīng)該能用于沒有分叉和延長部分的密封系統(tǒng)以及具有分叉和/或延長部分的密封系統(tǒng)。

這個(gè)目的已經(jīng)通過權(quán)利要求1和18的隔離板以及權(quán)利要求22的電化學(xué)系統(tǒng)達(dá)成。更多的進(jìn)展可以從從屬權(quán)利要求書中搜集到。

因此，本發(fā)明一方面涉及用于電化學(xué)系統(tǒng)的具有兩塊金屬單板的隔離板。所述金屬單板每塊包含用于運(yùn)行介質(zhì)的通孔(根據(jù)情況不同可能用于冷卻劑)和分配結(jié)構(gòu)，所述分配結(jié)構(gòu)在金屬單板中形成并且各自與至少兩個(gè)通孔連通。在各金屬單板中形成周邊密封結(jié)構(gòu)，至少周邊圍繞電化學(xué)活性區(qū)域并與該區(qū)域保持距離和/或周邊圍繞至少一個(gè)通孔并與這些通孔的邊緣保持距離，所述密封結(jié)構(gòu)的橫截面包括珠狀物頂，兩個(gè)珠狀物側(cè)面以及至少分區(qū)包括兩個(gè)珠狀物底。這里，分界線在珠狀物頂?shù)膬蓚?cè)形成，其中這些線條限定了珠狀物頂與平板平面平行，與傾斜到這個(gè)平面上的珠狀物側(cè)面(包括大部分存在的轉(zhuǎn)變半徑)平行。此處必要的是密封結(jié)構(gòu)至少在其珠狀物頂?shù)膮^(qū)域和至少其分區(qū)內(nèi)以具有波峰和波谷區(qū)的至少兩個(gè)波浪周期的波浪方式運(yùn)行，使得上層內(nèi)部和外部半徑在由珠狀物頂部向珠狀物側(cè)面的過渡區(qū)形成且下層內(nèi)部和外部半徑形成于珠狀物腳部。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是雖然其波浪狀延伸的區(qū)域中珠狀物頂部的寬度(wd)是不變的，但是兩個(gè)珠狀物側(cè)面中的至少一個(gè)的底部寬度(wi,wa)是會(huì)改變的。通過這個(gè)方法，確保整個(gè)密封結(jié)構(gòu)不僅在它可能存在的線性區(qū)域里具有一致的密封行為，而且珠狀物頂部波浪狀進(jìn)程的區(qū)域(至少是沿著珠狀物頂部至各自的珠狀物側(cè)面的過渡區(qū))中具有一致的密封行為/均勻的硬度

波浪狀路線區(qū)的突出和凹陷區(qū)在各種情況中會(huì)在拐點(diǎn)處互相融合。一個(gè)主要的延伸方向被添加到了珠狀物頂部的波形中。這個(gè)主要的延伸方向是因珠狀物頂部中間線的拐點(diǎn)的連接線而出現(xiàn)。突出區(qū)據(jù)此從一個(gè)拐點(diǎn)，即從在珠狀物頂部切線與中線的拐點(diǎn)處的垂線，越過由珠狀物的主要延伸方向突出較大程度的頂點(diǎn)，到下一個(gè)拐點(diǎn)，并且突出區(qū)從一個(gè)拐點(diǎn)，即從在珠狀物頂部切線與中線的拐點(diǎn)處的垂線，越過由珠狀物的主要延伸方向突出較小程度的頂點(diǎn)，到下一個(gè)拐點(diǎn)。對于完整的密封結(jié)構(gòu)，通常參考中線的相應(yīng)點(diǎn)的切線的相應(yīng)垂線。

珠狀物頂部分界線的振幅會(huì)與珠狀物腳部進(jìn)程線的振幅不同，而波長是相同的。

上述內(nèi)容也應(yīng)用于其中至少一個(gè)珠狀物側(cè)面包括珠狀物頂部波狀進(jìn)程的區(qū)域中的連續(xù)部分的實(shí)施方式，所述連續(xù)部分包括頂部、兩個(gè)側(cè)面和兩個(gè)底部，對這些連續(xù)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使連續(xù)部分的總高度小于密封結(jié)構(gòu)的總高度，這樣所述連續(xù)部分不影響或損害實(shí)際密封線，或僅小程度影響或損害實(shí)際密封線。這些連續(xù)部分一方面允許介質(zhì)橫向通過密封線。為了這個(gè)目的連續(xù)部分優(yōu)選設(shè)置在兩個(gè)密封側(cè)面。但是，也可以在一側(cè)提供連續(xù)部分，并且這些在單板表面(珠狀物頂部突出超過該表面)上形成分配結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)之間的阻隔，從而優(yōu)化引導(dǎo)運(yùn)行介質(zhì)或冷卻劑的流動(dòng)。對于這些連續(xù)部分中的至少一個(gè)而言，優(yōu)選將密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部與一個(gè)分配結(jié)構(gòu)相連或與用于運(yùn)行介質(zhì)或冷卻劑的一個(gè)通孔相連，不考慮連續(xù)部分用于通過介質(zhì)還是作為阻隔。除此之外，連續(xù)部分也可以全部作為支撐結(jié)構(gòu)或剛性結(jié)構(gòu)使用，并且在本文中大部分情況下它們僅具有小于珠狀物頂部寬度的五倍的長度。

本文中連續(xù)部分設(shè)置的有利效果是珠狀物側(cè)面處至少兩個(gè)連續(xù)部分彼此的距離，優(yōu)選所有連續(xù)部分彼此的距離是nxλ/2,其中λ是珠狀物頂部波形的波長，n是自然數(shù)。因此連續(xù)部分例如可以存在于密封結(jié)構(gòu)的分區(qū)的每個(gè)波谷和/或每個(gè)波峰，在所述密封結(jié)構(gòu)中珠狀物頂部具有波狀進(jìn)程。但是，它們也可以設(shè)置在波形結(jié)構(gòu)的拐點(diǎn)處。連續(xù)部分的數(shù)量取決于各自使用的目的以及總長度，即珠狀物頂部波狀區(qū)域的波周期的數(shù)量。

對于均勻的密封，如果至少一個(gè)珠狀物側(cè)面的底部寬度(wi,wa)連續(xù)變化，它就是有利的，因?yàn)橥蝗坏淖兓瘯?huì)阻礙均勻密封。

除了已經(jīng)描述過的至少一個(gè)珠狀物側(cè)面的底部寬度的變化之外，如果隔離板的密封系統(tǒng)還具在珠狀物頂部的波狀延伸區(qū)域中側(cè)面角度的變化，對于均勻密封也是有利的。此處，珠狀物頂部和延伸至凹陷區(qū)的珠狀物側(cè)面之間的側(cè)面角(αi)以及珠狀物頂部和延伸至凸出區(qū)的相對珠狀物側(cè)面之間的側(cè)面角(αa)沿著波狀延伸區(qū)至少分區(qū)變化至不同程度。

另外，對于隔離板的制造，如果通過密封結(jié)構(gòu)的橫截面的下部外徑與上部外徑相同或比上部外徑更大，這是特別有利的。本發(fā)明上下文中的珠狀物的橫截面總是按與珠狀物頂部中線相垂直定義的。

特別是對于包含許多隔離板的板堆疊體的均勻密封，如果隔離板中兩塊金屬單板的密封結(jié)構(gòu)的珠狀物頂部具有相對于其接觸表面的彼此鏡面對稱的進(jìn)程是特別有利的。在珠狀物頂部具有足夠的寬度的情況下可以實(shí)現(xiàn)密封線通過整個(gè)板堆疊體的精確傳播，即使平板堆中的單個(gè)隔離板的放置稍微不精確。鏡面對稱首先且最重要的是與密封結(jié)構(gòu)的珠狀物頂部的進(jìn)程相關(guān)，但是它也會(huì)與整個(gè)密封結(jié)構(gòu)有關(guān)，此處是指可能存在的沒有這里所述的連續(xù)部分的密封結(jié)構(gòu)。而且密封結(jié)構(gòu)的高度在隔離板的金屬單板中也基本都相同。特別地，由于珠狀物的彈性在兩塊單板都相同，由此實(shí)現(xiàn)特別均勻的壓緊和密封。

隔離板的密封結(jié)構(gòu)優(yōu)選不僅以單個(gè)連續(xù)區(qū)域中的波狀珠狀物頂部運(yùn)行，相反，對于最優(yōu)密封，如果珠狀物頂部的幾個(gè)區(qū)域各自以波狀方式延伸是有利的，所述區(qū)域在所述珠狀物的進(jìn)程上連接但空間上隔開(即，例如設(shè)置在所述板的其他位置)。通常來說，波狀延伸的不同區(qū)域可能具有不同的波長和/或振幅，但是優(yōu)選至少所有連續(xù)珠狀物(優(yōu)選甚至所有具有珠狀物頂部波狀進(jìn)程的珠狀物)的頂部區(qū)具有相同的波長和振幅。

此處，一方面，對于周邊密封結(jié)構(gòu)，其中所述珠狀物頂部的幾個(gè)區(qū)域以具有至少兩個(gè)波周期的波狀方式圍繞電化學(xué)活性區(qū)域以封閉方式周邊延伸的情況，至少兩個(gè)波狀區(qū)域沿著所述單板的電化學(xué)活性區(qū)域的側(cè)面延伸，所述側(cè)面彼此相對是有利的。波狀區(qū)域也可以沿著電化學(xué)區(qū)域的所有面分區(qū)延伸。

另一方面，對于周邊密封結(jié)構(gòu)，其中所述珠狀物頂部的幾個(gè)區(qū)域沿金屬單板的內(nèi)邊緣(即用于運(yùn)行介質(zhì)或冷卻劑的至少一個(gè)通孔的邊緣)以具有至少兩個(gè)波周期的波狀方式延伸的情況，至少兩個(gè)波狀區(qū)域沿彼此相對的通孔的內(nèi)邊緣延伸是有利的。這里同樣地，對于具有波狀珠狀物頂部的珠狀物來說在所有內(nèi)邊緣分區(qū)運(yùn)行基本上是可能的。

基本上，如果珠狀物頂部的波狀區(qū)域在密封結(jié)構(gòu)的那些區(qū)域里延伸是有利的，在所述密封結(jié)構(gòu)中，從宏觀考慮，即考慮其主要延伸方向，所述密封結(jié)構(gòu)具有直線進(jìn)程或半徑大于15mm的弱弓形進(jìn)程。

至少在珠狀物頂部的波狀進(jìn)程區(qū)域中的珠狀物頂部寬度在0.2mm至2mm之間的，優(yōu)選在0.9mm至1.2mm之間。通常來說，其他線性或者弓形進(jìn)程中珠狀物頂部的寬度也在上述范圍內(nèi)。

除了至少一個(gè)珠狀物側(cè)面的底部寬度變化之外，具有珠狀物頂部波狀進(jìn)程的珠狀物區(qū)域還具有各珠狀物側(cè)面?zhèn)让娼堑淖兓?。如果考慮珠狀物頂部的突出區(qū)，那么相鄰的側(cè)面角從垂直于通過中線拐點(diǎn)的切線的橫截面開始，增大至垂直于通過珠狀物頂部中線的突出區(qū)頂點(diǎn)的切線的橫截面，然后再次減少至垂直于通過中線的下一個(gè)拐點(diǎn)的切線的橫截面。相應(yīng)地，凹陷區(qū)的側(cè)面角從垂直于通過中線拐點(diǎn)的切線的橫截面開始，先增大至垂直于通過珠狀物頂部中線的突出區(qū)頂點(diǎn)的切線的橫截面，然后最小化，然后再次增加至垂直于通過中線的下一個(gè)拐點(diǎn)的切線的橫截面。較佳地，所述變化以連續(xù)方式進(jìn)行。通常，凹陷區(qū)的側(cè)面角小于突出區(qū)的側(cè)面角是有利的。凹陷區(qū)的側(cè)面角通常為15-60°，優(yōu)選25-50°，而突出區(qū)的側(cè)面角通常為20-65°，優(yōu)選30-55°。此處限定的范圍在各種情況下包括或不包括上述邊界。因此，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)明顯不同，現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)面角在珠狀物進(jìn)程上保持不變。

本文中在拐點(diǎn)和頂點(diǎn)之間的凹陷區(qū)中側(cè)面角的變化對應(yīng)于相對于拐點(diǎn)處的側(cè)面角值減少最高至50％，優(yōu)選最高至40％，在拐點(diǎn)和頂點(diǎn)之間的突出區(qū)中側(cè)面角的變化對應(yīng)于相對于拐點(diǎn)處的側(cè)面角值增加最高至120％，優(yōu)選最高至100％,特別優(yōu)選最高至70％。

所述珠狀物沿其一個(gè)區(qū)域(所述區(qū)域中珠狀物頂部以波狀形式運(yùn)行)的底部寬度可僅在一個(gè)珠狀物側(cè)面變化，但在一個(gè)實(shí)施方式中可以在兩個(gè)珠狀物側(cè)面變化。如果底部寬度僅在一個(gè)珠狀物側(cè)面變化，則該側(cè)面處相對于在垂直于一個(gè)相鄰拐點(diǎn)的切線的橫截面的底部寬度的變化為至少5％，優(yōu)選至少25％(如果變化在突出區(qū)進(jìn)行，即減少的情況)，相對于在垂直于一個(gè)相鄰拐點(diǎn)的切線的橫截面的底部寬度的變化為至少5％，優(yōu)選至少20％(如果變化在凹陷區(qū)進(jìn)行，即增加的情況)。

如果兩個(gè)珠狀物側(cè)面的底部寬度變化，則相對于在垂直于一個(gè)相鄰拐點(diǎn)的切線的橫截面的底部寬度的變化為5％-70％，優(yōu)選30-55％。

在根據(jù)本發(fā)明的隔離板的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述密封結(jié)構(gòu)從珠狀物腳部到珠狀物腳部的總寬度在所述珠狀物頂部的波狀延伸區(qū)域中是不變的，因此兩個(gè)珠狀物側(cè)面的底部寬度總是以互補(bǔ)的方式變化。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述密封結(jié)構(gòu)在所述珠狀物頂部的波狀延伸區(qū)域中整體線性運(yùn)行。此時(shí)，所述密封結(jié)構(gòu)的空間設(shè)置特別適中。

本發(fā)明另一方面涉及用于電化學(xué)系統(tǒng)的隔離板，其包含兩塊金屬單板，所述金屬單板各自具有用于運(yùn)行介質(zhì)(根據(jù)情況可能是冷卻劑)的通孔和分配結(jié)構(gòu)，所述分配結(jié)構(gòu)在金屬單板中形成并各自與至少兩個(gè)通孔連通。在本文中，在各金屬單板中以至少周邊圍繞電化學(xué)活性區(qū)域并與該區(qū)域保持距離和/或周邊圍繞至少一個(gè)通孔并與這些通孔的邊緣保持距離的方式形成周邊密封結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)的橫截面包括珠狀物頂部、兩個(gè)珠狀物側(cè)面，以及至少在一些區(qū)域中兩個(gè)珠狀物腳部。在本文中，在至少其珠狀物頂部的區(qū)域中，密封結(jié)構(gòu)至少在一些區(qū)域內(nèi)以具有突出區(qū)和凹陷區(qū)的至少兩個(gè)波浪周期的方式波狀延伸。同樣在本文中，在從珠狀物頂部至珠狀物側(cè)面的過渡區(qū)形成上部內(nèi)徑和外徑并在珠狀物腳部形成下部內(nèi)徑和外徑。本發(fā)明該實(shí)施方式的特征在于，至少沿著其中所述珠狀物頂部以波狀方式延伸的區(qū)域至少在與珠狀物腳部相鄰的一個(gè)側(cè)面處，在所述隔離板的兩個(gè)金屬單板之間分區(qū)域設(shè)置焊接連接，其中在各情況下所述焊接連接在與波進(jìn)程的突出區(qū)相鄰并且優(yōu)選與所述下部外徑基本同心的區(qū)域延伸。在本文中，至所述珠狀物腳部的距離優(yōu)選對應(yīng)于最多兩個(gè)所述珠狀物頂部寬度，特別是最多一個(gè)所述珠狀物頂部寬度。本文中，與所述珠狀物腳部相鄰的平面區(qū)域彼此相連(考慮到低彈簧硬度不采用容易產(chǎn)生歧義的其他度量)，這樣整個(gè)隔離板獲得更多結(jié)構(gòu)剛性。另一方面，所述焊接精確地在需要增加結(jié)構(gòu)剛性的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)，而沿著珠狀物腳部的具有足夠結(jié)構(gòu)剛性或硬度的區(qū)域仍保持無焊接連接。

同樣在本發(fā)明的該實(shí)施方式中，在所述珠狀物頂部的波狀進(jìn)程區(qū)域中，所述珠狀物側(cè)面中的一個(gè)可包括具有頂部、兩個(gè)側(cè)面和兩個(gè)底部的連續(xù)部分，其中對這些連續(xù)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使所述連續(xù)部分的總高度小于所述密封結(jié)構(gòu)的總高度。之前對所述連續(xù)部分的描述在此處同樣適用。

如前所述，焊接連接僅分區(qū)延伸。在本文中，在不同情況中其延伸為所述珠狀物頂部波狀進(jìn)程波長的至少1/9是優(yōu)選的。此外，焊接連接的延伸最多延伸所述波進(jìn)程的整個(gè)突出區(qū)是優(yōu)選的，因此在通過所述珠狀物頂部的中線拐點(diǎn)的垂線之間，所述拐點(diǎn)彼此相鄰。

在本發(fā)明所有的實(shí)施方式中，單個(gè)板的密封結(jié)構(gòu)具有恒定的高度(僅排除可能存在的連續(xù)部分)是有利的。所有單個(gè)板都具有恒定高度的密封結(jié)構(gòu)是特別優(yōu)選的。

根據(jù)本發(fā)明的隔離板的所有上述實(shí)施方式中，所述密封結(jié)構(gòu)至少在所述珠狀物頂部區(qū)域包括用于微密封的涂料是有利的。本文中，涂層沉積在例如至少一個(gè)，優(yōu)選兩個(gè)單板上，沉積在珠狀物頂部，以使其位于隔離板的外側(cè)。在本文中，涂層較佳地包括fpm(氟碳橡膠)、硅酮橡膠或nbr橡膠(丁腈橡膠)、pur(聚氨酯)、nr(天然橡膠)、ffkm(全氟彈性化合物)、sbr(丁苯橡膠)、br(丁基橡膠)、fvsq(氟硅橡膠)、csm(氯磺化聚乙烯)、硅樹脂和/或環(huán)氧樹脂或上述物質(zhì)的混合物作為粘合劑。所述涂層也可以是接觸粘合劑或物理固化粘合劑。例如可以是永久粘性的粘合劑，其優(yōu)選由橡膠和粘合劑樹脂(也稱為增粘劑)的混合物組成或由弱固化的橡膠組成，其中合成樹脂和天然樹脂可以稱作粘合劑樹脂。本文中，天然和合成橡膠、聚丙烯酸酯、聚酯、聚氯丁烯、聚乙烯基醚和/或聚氨酯和/或含氟聚合物橡膠可以用作基質(zhì)聚合物，向該基質(zhì)聚合物中可以加入樹脂，如改性的天然樹脂(例如松香)和/或合成樹脂(例如聚酯樹脂、苯酚樹脂)以及軟化劑和/或抗氧化劑。通常，對于所有前述物質(zhì)的涂層厚度為5-200微米。

隔離板的金屬層優(yōu)選由鋼，特別是不銹鋼組成，其中在電化學(xué)活性區(qū)域中存在導(dǎo)電涂層。在替代的實(shí)施方式中，可以使用的材料是鋁、鈦、輥涂的低合金化鋼(例如用鉻涂覆)、不銹鋼、鈮、鉭或鉻-鎳合金。常規(guī)的片材金屬厚度為50-200微米，優(yōu)選60-150微米。

通常，對于隔離板來說，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以區(qū)分雙極板和單極板，其中雙極板在兩個(gè)表面上引導(dǎo)不同的介質(zhì)，而單極板在單極板的兩個(gè)表面上引導(dǎo)同樣的介質(zhì)。這里，對于兩種不同的介質(zhì)大多數(shù)使用略有不同的單極板。具體地，該差異與密封珠狀物上是否存在連續(xù)部分有關(guān)。密封結(jié)構(gòu)的進(jìn)程及其相反的分區(qū)波形設(shè)計(jì)在所有板中大體是相同的或鏡面對稱的。除非明確說明強(qiáng)調(diào)該差異，本說明書的實(shí)施方式適用于兩種板類型。優(yōu)選地，著色劑被引入各隔離板的兩個(gè)單板的中間區(qū)域，對于兩種類型的板來說都是如此。

本發(fā)明的隔離板較佳地用于電化學(xué)系統(tǒng)。這種電化學(xué)系統(tǒng)包括兩個(gè)端板以及多個(gè)電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池通過本發(fā)明的隔離板彼此隔開。在本文中整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)選通過夾具裝置(例如螺釘或皮帶)固定在一起，并對其提供最優(yōu)化進(jìn)行密封的夾持力。可以在端板和堆疊體的最外部電池之間提供過渡板，該過渡板的設(shè)計(jì)與堆疊體的隔離板的設(shè)計(jì)不同。大部分情況下，每個(gè)端板上有一塊這樣的過渡板，該過渡板可以以多層的方式設(shè)計(jì)。

所述于電化學(xué)系統(tǒng)優(yōu)選為燃料電池系統(tǒng)、電解器、電化學(xué)壓縮系統(tǒng)或用于燃料電池系統(tǒng)的增濕器。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步解釋。這些附圖僅用于解釋本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，而不將本發(fā)明限制于這些實(shí)施方式。在附圖中，同樣的部位用同樣的附圖標(biāo)記表示。實(shí)施例均設(shè)計(jì)燃料電池系統(tǒng)，但該解釋同樣適用于上述其他類型的電化學(xué)系統(tǒng)。除了本發(fā)明獨(dú)立權(quán)利要求中限定的必要特征之外，附圖還包括任選的其他在不同組成中有利的改進(jìn)方式。即使不將其與實(shí)施例所示的一個(gè)、幾個(gè)或全部任選的和/或有利的其他改進(jìn)方式組合，這些優(yōu)勢和/或任選的其他改進(jìn)方式中的每一個(gè)可以形成獨(dú)立權(quán)利要求中所述發(fā)明的其他改進(jìn)方式。

附圖示例性地示出：

圖1電化學(xué)系統(tǒng)的示意圖；

圖2a,2b,2c具有兩個(gè)相鄰的隔離板的電化學(xué)電池的拆解示意圖，該電池的局部截面和該隔離板的平面視圖；

圖3隔離板密封系統(tǒng)的截面圖；

圖4a，4b，4c三個(gè)小圖為現(xiàn)有技術(shù)的隔離板密封系統(tǒng)的細(xì)節(jié)圖；

圖5a-5e，6a-6e，7a-7e五個(gè)小圖分別為根據(jù)本發(fā)明的三種不同隔離板的密封系統(tǒng)的細(xì)節(jié)圖；

圖8根據(jù)本發(fā)明的另一種隔離板的密封系統(tǒng)的細(xì)節(jié)平面圖；

圖9a，9b根據(jù)本發(fā)明的另一種隔離板的密封系統(tǒng)的細(xì)節(jié)傾斜視圖和平面圖，具有通過天花板(ceiling)系統(tǒng)的進(jìn)料通孔；

圖10a，10b，10c根據(jù)本發(fā)明的另一種隔離板的密封系統(tǒng)的細(xì)節(jié)平面圖，具有與密封系統(tǒng)相鄰的分解元件；

圖11a，11b根據(jù)本發(fā)明的另一種隔離板的密封系統(tǒng)的細(xì)節(jié)傾斜視圖和平面圖；以及

圖12根據(jù)本發(fā)明的另一種隔離板的密封系統(tǒng)的細(xì)節(jié)平面圖。

圖1表示具有以交替方式堆疊的多個(gè)電池46和隔離板2以及對所述堆疊體分界的兩個(gè)端板11，11’的電化學(xué)系統(tǒng)1。面對觀察者的端板包括6個(gè)分支12-17，其用于反應(yīng)介質(zhì)和冷卻劑的進(jìn)料和排放：12表示空氣的進(jìn)料分支，17是貧氧空氣的排放分支，13是氫氣的進(jìn)料分支，16是未消耗的氫氣的排放分支，15是冷卻劑的進(jìn)料分支以及14是加熱過的冷卻劑的排放分支。因此可以區(qū)分六種介質(zhì)流動(dòng)：a表示富氧空氣(即新鮮空氣)，d表示貧氧空氣，b表示氫氣，c表示未消耗的氫氣，e表示冷卻劑，f表示加熱過的冷卻劑。

圖2-a顯示電化學(xué)系統(tǒng)1(這里為燃料電池系統(tǒng)1)的電池46，以及界定出電池46的兩個(gè)隔離板2和2’?；旧弦詧D1所示坐標(biāo)的z方向進(jìn)行觀察。圖2-a的電化學(xué)系統(tǒng)1與圖1的區(qū)別為還原劑(具體為氫)未通過垂直于板平面的端口引入通過堆疊體，而是通過位于上角部的兩個(gè)端口23，23’引入。在堆疊方向向前引導(dǎo)未消耗的氫通過位于下角部的兩個(gè)端口26，26’實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)橫向端口24，25用于垂直地引導(dǎo)冷卻劑通過堆疊體至所述板平面。上部端口27用于引導(dǎo)富氧空氣通過堆疊體，下部端口22用于引導(dǎo)貧氧空氣通過堆疊體。位于頂部的隔離板2的層2a包括由數(shù)個(gè)珠狀物組成的密封結(jié)構(gòu)。珠狀物32圍繞電化學(xué)活性區(qū)域29外周并分區(qū)域沿外部邊緣19外周，所述珠狀物用于密封電化學(xué)活性區(qū)域29或圍繞該區(qū)域的隔間，以及所述板作為整體至外部。此外，各端口22-27包括圍繞各端口的分開的珠狀物31，31’。需要注意的是用于反應(yīng)介質(zhì)的端口23,23,23',26,26'和27以及圍繞它們的珠狀物31一起位于被珠狀物32包圍的區(qū)域中。面對觀察者的隔離板2的表面還包括溝道結(jié)構(gòu)28(用于分布空氣)，并同時(shí)形成電化學(xué)活性表面29。因此珠狀物32以外周且有距離的方式圍繞電化學(xué)活性表面29，其中距離在進(jìn)程中改變。結(jié)合圖2-c更詳細(xì)地解釋由端口27向溝道結(jié)構(gòu)28進(jìn)料空氣以及有溝道28向端口22排出廢空氣。

圖2-b表示通過兩個(gè)隔離板2，2’的區(qū)域，電化學(xué)電池46(具體為燃料電池)設(shè)置在兩個(gè)隔離板2，2’之間，以及下一個(gè)電化學(xué)電池的元件設(shè)置在隔離板2’的另一側(cè)。具有所述元件的部分對應(yīng)于圖2-a的區(qū)域b-b，但為了節(jié)省空間，不同元件的距離已進(jìn)行調(diào)整。圖1的可視表面位于y-z平面，從該示意圖可以看出電化學(xué)電池46對于各種情況在兩個(gè)表面的實(shí)際聚合物電解質(zhì)膜(pem)上帶有催化層42，42’，該層為電極并且為了方便理解以間隔的方式示出。這些元件在一起表示所謂的膜電極單元(mea)。氣體擴(kuò)散層(gdl)44,44'(在各種情況中由例如導(dǎo)電性石墨線非紡織物組成)在各種情況中設(shè)置在mea的兩側(cè)。

溝道結(jié)構(gòu)28在隔離板2的兩個(gè)層2a,2b中形成，并且在所述層的兩側(cè)形成用于分布介質(zhì)。溝道結(jié)構(gòu)28在本文中形成電化學(xué)活性區(qū)域29。第一介質(zhì)m1(具體為空氣)分布在層2a的上部側(cè)面。冷卻劑k分布在該層2a的下部側(cè)面，即兩層2a,2b之間的空穴中。第二介質(zhì)m2分布在層2b的下部側(cè)面。在電化學(xué)系統(tǒng)為雙極構(gòu)造的情況下，第二介質(zhì)m2是氫氣。在這種情況下，m3也是空氣，m4也是氫氣。對電化學(xué)系統(tǒng)為單體構(gòu)造的情況，第二介質(zhì)m2是空氣。相反，對于單極構(gòu)造，第二隔離板2’的兩個(gè)外表面上的溝道用于分布?xì)錃猓@里表示為第三和第四介質(zhì)m3和m4。在雙極構(gòu)造的情況下，堆疊體的所有隔離板是相同的，在單極構(gòu)造的情況下，由于可以為兩個(gè)不同的隔離板，隔離板沿著堆疊體交替變化。

從圖2-b也可以看出珠狀物31圍繞通孔23，并封住氫氣端口。珠狀物31周邊密封所述電化學(xué)活性區(qū)域，在示意圖中基本上沿隔離板2的層2a的外部表面19反方向運(yùn)行，因此僅在圖中顯示一次。從示意圖中也可以看出珠狀物31，32的高度基本相同，但是珠狀物31，32的高度明顯高于溝道結(jié)構(gòu)28的高度。

圖2-c在平面視圖中示出圖2-a中離觀察者最近的隔離板2的層2a，因此還對應(yīng)于圖1中z方向的視圖。這里，需要對珠狀物31,31'和32的設(shè)計(jì)更詳細(xì)的處理。珠狀物31’周邊圍繞端口開口25，具有與端口開口25的小的基本一致的距離(不考慮珠狀物本身的波狀結(jié)構(gòu))。珠狀物31以類似方式圍繞端口開口26’，但原則上具有基本為圓形的進(jìn)程，不具有波狀結(jié)構(gòu)。同樣，與端口邊緣的距離基本不變。珠狀物32沿隔離板2的層2a的外部邊緣19運(yùn)行并與隔離板2的層2a的外部邊緣19有間隔，不僅封裝其密封的電化學(xué)活性區(qū)域20，還封裝端口22,23,23',26,26'和27，與珠狀物31一起將其密封。在示例性實(shí)施例中，珠狀物32包括幾個(gè)部分35，其中珠狀物頂部具有波狀進(jìn)程。認(rèn)為這些部分35本身從宏觀上具有直線狀進(jìn)程。很明顯在各種情況下部分35(其中珠狀物32具有珠狀物頂部的波狀進(jìn)程)被設(shè)置在密封系統(tǒng)的伸長的直線區(qū)域，而珠狀物32的相對完全較大的區(qū)域，如橢圓包圍的區(qū)域s，具有對應(yīng)于珠狀物32在相應(yīng)部分的總延長方向的珠狀物頂部星形，因此不具有周期性波狀進(jìn)程。

從圖2-c中可以看出空氣從端口27沿著連續(xù)部分33通過珠狀物31流動(dòng)，從而達(dá)到電化學(xué)活性區(qū)域29，該電化學(xué)活性區(qū)域包含的氧與通過mea進(jìn)入的質(zhì)子反應(yīng)?？諝庖赃@種方式消耗氧氣，且具有高水分含量，這是反應(yīng)的結(jié)果，然后空氣進(jìn)一步向下流動(dòng)至連續(xù)部分33，重新通過珠狀物31，通過端口22導(dǎo)向端板。這里所述連續(xù)部分形成珠狀物31的側(cè)翼，這樣不損害密封。

圖3主要示出后文將施用的隔離板的密封系統(tǒng)的尺寸比和含角的細(xì)節(jié)。這里圖3的部分對應(yīng)于例如圖2c的c-c部分，位于與圖1的y-z平面平行的平面中。密封系統(tǒng)的珠狀物3的總寬度表示為wt，珠狀物頂部39的寬度表示為wd。在對稱珠狀物橫截面中內(nèi)和外底部寬度wi和wa相同，為簡便起見，使用術(shù)語w代替不同術(shù)語wi和wa。對于內(nèi)外側(cè)面角α1和αa也是如此，類似地以簡便的方式用α表示。在隔離板2的單獨(dú)層2a,2b中珠狀物的高度表示為h。圖3進(jìn)一步示出珠狀物3的橫截面從右到左的不同部分：第一珠狀物腳部37之后是珠狀物側(cè)面38，珠狀物頂部39連接在另一個(gè)彎曲點(diǎn)之后。在珠狀物頂部的另一側(cè)，另一珠狀物側(cè)面38’在另一彎曲之后，之后是第二珠狀物腳部37’。所述珠狀物腳部限定出分界點(diǎn)，這些分界點(diǎn)與珠狀物側(cè)面在其遠(yuǎn)離珠狀物頂部的一側(cè)相鄰，該側(cè)上所述層進(jìn)程的切線與隔離板2的中間平面平行。如果珠狀物不具有圍繞電化學(xué)活性區(qū)域29的密封元件32或內(nèi)邊緣密封元件31,31'的功能，則在此處和下文中表示為3。

圖3進(jìn)一步示出隔離板2的兩層2a,2b如何以基本為鏡面對稱的方式設(shè)計(jì)并在珠狀物3的外部區(qū)域(更具體地從珠狀物腳部37,37'開始)彼此表面(廣泛)接觸。溝道結(jié)構(gòu)的示意在圖2-b中進(jìn)行，在本文中進(jìn)行解釋。

圖1-3的實(shí)施方式適用于現(xiàn)有技術(shù)的隔離板以及本發(fā)明的隔離板。

現(xiàn)有技術(shù)的珠狀物3的一部分的波狀進(jìn)程通過隔離板2的單獨(dú)層2a的細(xì)節(jié)方式示于圖4的三部分圖中，具有該部分波狀進(jìn)程的珠狀物頂部39以具有至少兩個(gè)波長為λ的波周期的波狀方式以恒定寬度wd(具體為1.6mm)延伸。圖4-c的部分示意圖對應(yīng)于圖4-b示出的所有三個(gè)區(qū)域線ad-ad,bd-bd和cd-cd。在整個(gè)進(jìn)程中兩個(gè)珠狀物側(cè)面38,38'在各種情況下具有恒定的底部寬度w，為0.7mm。珠狀物3的總寬度wt為3mm。由于珠狀物側(cè)面38,38'的底部寬度不隨珠狀物的進(jìn)程變化，在珠狀物頂部39的兩側(cè)的珠狀物側(cè)面38,38'的底部寬度是相同的，因此所述珠狀物具有均一的側(cè)面角α。因此側(cè)面角進(jìn)入外部角(即突出區(qū)中的側(cè)面角)αa和進(jìn)入內(nèi)部角(即凹陷區(qū)中的側(cè)面角)的差異在現(xiàn)有技術(shù)的隔離板2中是不可能實(shí)現(xiàn)的。在各情況中角度α為35°。圖4-b更強(qiáng)調(diào)了多個(gè)相應(yīng)珠狀物腳部和珠狀物頂部和珠狀物側(cè)面之間的相鄰的兩個(gè)過渡曲線是相同的。

圖4-b進(jìn)一步示出在各情況中在兩條虛線之間延伸的突出區(qū)和凹陷區(qū)，也就是說在各情況中區(qū)域線cd-cd表示與珠狀物頂部39的中線的切線的垂線。除此之外，可從由雙點(diǎn)虛線表示的假圓得到上部內(nèi)徑rio和下部內(nèi)徑riu以及上部外徑rao和下部外徑rau。在凹陷區(qū)中得到高出平均剛度的珠狀物，因此在凹陷區(qū)中存在內(nèi)徑，這在突出區(qū)中低于平均值，在突出區(qū)中存在外徑。這是由于珠狀物區(qū)域彼此相對在凹陷區(qū)中產(chǎn)生內(nèi)支撐的結(jié)果。低的珠狀物剛度區(qū)域表示為g，高的珠狀物剛度區(qū)域表示為h。由于該不均勻分布的珠狀物剛度可能發(fā)生泄漏，因?yàn)榻橘|(zhì)可以流動(dòng)通過低珠狀物剛度部分并滲透到這些介質(zhì)不應(yīng)該進(jìn)入的區(qū)域。本發(fā)明提供了對此的解決方案。

與圖4表示的珠狀物相當(dāng)?shù)氖疽鈭D示于圖5，在這里是針對本發(fā)明的隔離板2的第一個(gè)實(shí)施方式。在現(xiàn)有技術(shù)的前述實(shí)施例中，垂直于珠狀物頂部39中線的切線的橫截面在珠狀物頂部39的波狀進(jìn)程的所有點(diǎn)處是相同的，而在此處它們彼此明顯不同。因此，圖5包括三個(gè)橫截面視圖，其中圖5-c表示在拐點(diǎn)處的橫截面，即圖5-b的ae-ae和de-de部分。因此，圖5-c對應(yīng)于圖4-c。圖5-d表示圖5-b的珠狀物的波峰處的橫截面be-be，圖5-e表示圖5-b的珠狀物的波谷處的橫截面ce-ce。珠狀物頂部39的寬度wd在珠狀物頂部39的整個(gè)波狀進(jìn)程上保持恒定，在現(xiàn)有技術(shù)的前述實(shí)施例中為1.6mm。拐點(diǎn)區(qū)分出珠狀物3的突出區(qū)與凹陷區(qū)，在前述實(shí)施例中由虛線表示，這取決于兩條切割線ae-ae和de-de。線t標(biāo)記出珠狀物3的主要延伸方向，并從珠狀物頂部中線的拐點(diǎn)的連接線得到。在突出區(qū)，其珠狀物側(cè)面38,38'在各情況中在圖5-b中通過陰影表示，各珠狀物側(cè)面38,38'的底部寬度wa減少，這樣從拐點(diǎn)開始，至頂點(diǎn)處減少到最大值，再從頂點(diǎn)開始增加，至下一個(gè)拐點(diǎn)處增加至最大值。拐點(diǎn)處的底部寬度為0.85mm，相反頂點(diǎn)處的底部寬度僅為0.65mm。相反，在凹陷區(qū)中，各珠狀物側(cè)面38,38’的寬度wi以底部寬度為0.85mm的恒定方式進(jìn)行。因此，珠狀物的總寬度wt在3.1和3.3之間交替變化。這里珠狀物腳部的振幅略大于珠狀物頂部和珠狀物側(cè)面之間的過渡線的振幅，比例約為1.25：1。

凹陷區(qū)的側(cè)面角α1相應(yīng)地在對應(yīng)的凹陷區(qū)保持恒定，在拐點(diǎn)處的角α為35°。相反，突出區(qū)的側(cè)面角αa，從拐點(diǎn)處開始，從35°增加至頂點(diǎn)處的60°，然后再減少至下一個(gè)拐點(diǎn)處的35°。該區(qū)域(在現(xiàn)有技術(shù)中其具有低珠狀物硬度，參見圖4-b中g(shù)表示的區(qū)域)中的珠狀物側(cè)面通過更陡的側(cè)面角增強(qiáng)，因此所述珠狀物作為整體在其波狀進(jìn)程上具有恒定的剛度。

這里，應(yīng)注意附圖標(biāo)記wa和αa涉及突出區(qū)，附圖標(biāo)記wi和αi涉及凹陷區(qū)，并在各拐點(diǎn)處從一個(gè)珠狀物側(cè)面跳轉(zhuǎn)到相對的側(cè)面。

具有五部分圖的圖6通過珠狀物3的細(xì)節(jié)圖示出根據(jù)本發(fā)明的隔離板2的第二個(gè)實(shí)施方式。同樣，圖6-c表示的拐點(diǎn)處的橫截面基本上對應(yīng)于圖4-c的橫截面，這里珠狀物3看起來是對稱形成的。但是，圖6-b示出了在凹陷區(qū)中拐點(diǎn)之間的珠狀物側(cè)面38,38'變寬，因此，珠狀物3作為整體也具有不對稱的進(jìn)程。

根據(jù)圖6實(shí)施方式的珠狀物3與根據(jù)圖5實(shí)施方式的珠狀物3的區(qū)別基本上是珠狀物頂部39被設(shè)計(jì)得更窄，具體地僅具有1.2mm的寬度。珠狀物側(cè)面的底部寬度w在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處為0.6mm。具有底部寬度wa的珠狀物的外側(cè)面從拐點(diǎn)至拐點(diǎn)延伸。相反，內(nèi)側(cè)面的底部寬度wa從拐點(diǎn)開始，從0.6mm增大至波谷處的0.8mm，在其進(jìn)程中在下一個(gè)拐點(diǎn)處再次減少至0.6mm。該實(shí)施方式中珠狀物3的總寬度在2.4-2.6mm之間變化。

因此，外側(cè)面的側(cè)面角αa保持不變，在這里為34°。相反，內(nèi)側(cè)面的側(cè)面角αi隨著凹陷區(qū)的進(jìn)程從拐點(diǎn)至拐點(diǎn)減少，從34°減少至波谷處的26°，再增加至34°。由于該原因，圖4-b中通過h表示的區(qū)域中珠狀物剛度減少(由于其高于平均珠狀物剛度)，在珠狀物3的波狀進(jìn)程中兩個(gè)珠狀物側(cè)面38,38'處珠狀物剛度一致，這樣防止了泄漏。珠狀物側(cè)面38,38'的底部寬度變化的區(qū)域通過圖6-b中的陰影表示。

總體來說，應(yīng)注意珠狀物腳部的振幅基本僅為珠狀物頂部39和珠狀物側(cè)面38,38'之間的過渡線振幅的2/3。

圖7表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中珠狀物側(cè)面的底部寬度wa在突出區(qū)減少并再次增加，珠狀物側(cè)面的底部寬度wi在凹陷區(qū)增加并再次減少。因此不用陰影表示其中底部寬度變化的區(qū)域。在之前的兩個(gè)實(shí)施方式中，t詳細(xì)標(biāo)記珠狀物的主要延伸方向。突出區(qū)的側(cè)面角αa進(jìn)行增加，增加至頂點(diǎn)之后減少，相反在凹陷區(qū)中側(cè)面角αi進(jìn)行減少，接著在頂點(diǎn)之后增加。圖7的實(shí)施方式集成了分別施用于圖5和6實(shí)施方式的兩種方法，使珠狀物頂部波狀進(jìn)程上的珠狀物厚度均勻化，通過這種方式獲得特別有效和有利的珠狀物厚度均勻化。

具體地，珠狀物頂部的寬度wd為1.2mm，而珠狀物側(cè)面在進(jìn)一步在主延伸線t的頂點(diǎn)處具有最小值寬度wa0.6mm，從該頂點(diǎn)開始，接著寬度增加至下一個(gè)拐點(diǎn)，增加至寬度w為1mm，接著進(jìn)一步增加至接近主延伸線t的頂點(diǎn)，增加至最大值寬度wi1.4mm。拐點(diǎn)處側(cè)面角α為21°，因此側(cè)面角α比前述實(shí)施方式更小。側(cè)面角αa朝向離開主延伸線t的頂點(diǎn)增加至42°，側(cè)面角αi朝向接近主延伸線t的頂點(diǎn)減少至16°。

特別應(yīng)注意的是珠狀物3的總寬度wt在整個(gè)區(qū)域保持不變，在整個(gè)區(qū)域中珠狀物頂部39以波狀方式運(yùn)行，通過這種方式根據(jù)圖7的實(shí)施方式的空間要求特別低，因此該實(shí)施方式特別有利。這里珠狀物3的總寬度wt為3.2mm。

圖8通過其本身和珠狀物3的平面圖示出根據(jù)本發(fā)明隔離板2的另一個(gè)實(shí)施方式，珠狀物3的珠狀物頂部以所述部分的波狀方式運(yùn)行。如圖7的實(shí)施方式所示，突出區(qū)的側(cè)面角增大，并且凹陷區(qū)的側(cè)面角減小。相應(yīng)地，頂點(diǎn)處的底部寬度(即波峰和波谷處的寬度)與拐點(diǎn)處的底部寬度相比增大。從圖7的實(shí)施方式可以看出，珠狀物3的總寬度wt在具有珠狀物頂部39波狀進(jìn)程的所示區(qū)域中以恒定方式運(yùn)行。而珠狀物腳部在圖7的實(shí)施方式中以直線方式運(yùn)行，這里珠狀物腳部以明顯減少的振幅運(yùn)行，它基本上是珠狀物頂部分界線振幅的0.45倍。

圖9示出根據(jù)本發(fā)明的隔離板2的珠狀物3的部分，所述珠狀物包括在兩個(gè)珠狀物側(cè)面38,38'上的連續(xù)部分33，這已在圖2的相關(guān)內(nèi)容中進(jìn)行解釋。這里，很明顯在兩個(gè)珠狀物側(cè)面38,38'上的連續(xù)部分以距離λ/2周期性地設(shè)置，特別是在各情況中在珠狀物頂部39的波狀進(jìn)程的拐點(diǎn)區(qū)域中進(jìn)行設(shè)置。連續(xù)部分33用于引導(dǎo)介質(zhì)通過珠狀物3的密封阻隔，這在朝向觀察者的隔離板2的層2a的表面處進(jìn)行，具體是在兩個(gè)層2a和2b之間進(jìn)行。從圖9可以看出連續(xù)部分由兩個(gè)腳部(在圖9-b中垂直延伸)、兩個(gè)側(cè)面和頂部組成，其中雖然連續(xù)部分的腳部與珠狀物腳部位于同一平面，但連續(xù)部分的總高度小于珠狀物3的高度，這樣連續(xù)部分僅在周邊影響所述珠狀物的按壓行為。珠狀物腳部37，37’在連續(xù)部分的區(qū)域中被中斷。所述連續(xù)部分33僅在位于頂部的層2a中形成。該實(shí)施方式的珠狀物對應(yīng)于圖5具有該保留設(shè)計(jì)(特別是珠狀物頂部39的波狀進(jìn)程，相對于相鄰拐點(diǎn)突出區(qū)中底部寬度wa的減少和側(cè)面角αa的增加)的實(shí)施方式的珠狀物。

圖10a顯示根據(jù)本發(fā)明的隔離板2的珠狀物3的一部分，所述隔離板具有兩個(gè)彼此距離為波長λ的連續(xù)部分33，所述連續(xù)部分僅在該附圖底部的珠狀物側(cè)面38上。這里所述連續(xù)部分用作溝道結(jié)構(gòu)(未示出，在所述細(xì)節(jié)下方連接)和密封結(jié)構(gòu)之間的阻隔。它們阻止電化學(xué)活性區(qū)域外部的介質(zhì)流動(dòng)通過圖2-b所示的氣體擴(kuò)散層44和44'，因此對于電化學(xué)活性電極42和42'來說是不可行的。這將導(dǎo)致不可接受的燃燒氣體的利用損失，因此導(dǎo)致電化學(xué)電池的效率明顯下降。

圖10b顯示根據(jù)本發(fā)明的隔離板的珠狀物3的一部分。這是僅一個(gè)珠狀物側(cè)面38(具有珠狀物腳部37)變化的實(shí)施方式，而側(cè)面38'(此情況中與連續(xù)部分相對)保持不變，因此珠狀物腳部37'與珠狀物頂部39平行。示于圖10b的凹陷區(qū)中側(cè)面角增加僅是其中一個(gè)可能。在另一個(gè)實(shí)施方式中(圖10c所示)，側(cè)面角在凹陷區(qū)中從拐點(diǎn)(α和αa＝21°)增加至頂點(diǎn)(αi＝32°)。相應(yīng)實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)是由于通過將連續(xù)部分33結(jié)合至珠狀物側(cè)面38以使珠狀物特征適應(yīng)幾何變化成為可能。

所述側(cè)面角的單側(cè)變化不僅僅限于其中連續(xù)部分33結(jié)合至珠狀物側(cè)面的區(qū)域，也可以類似地施用于隔離板2,2'上的波狀珠狀物區(qū)域的任何其他區(qū)域。這里，無論面向活性區(qū)域的珠狀物側(cè)面還是導(dǎo)向外的珠狀物側(cè)面均適用，根據(jù)珠狀物特征的實(shí)際需要，在隔離板的不同區(qū)域中也可以分別進(jìn)行變化。

根據(jù)本發(fā)明的隔離板2的另一個(gè)實(shí)施方式通過傾斜視圖和平面視圖示于圖11，這里，示出隔離板2的兩個(gè)層2a，2b，與之前的傾斜視圖(除圖9-a之外)進(jìn)行比較。這里，珠狀物側(cè)面以恒定的底部寬度運(yùn)行，這里，焊接連接60,60'分區(qū)設(shè)置在突出區(qū)中，用于珠狀物按壓的均化，所述焊接連接60,60'的半徑基本上與隔離板2的兩層2a,2b的珠狀物腳部37,37'同心。這里焊接連接60,60'的延伸精確對應(yīng)于突出區(qū)的延伸，即從通過第一拐點(diǎn)的珠狀物頂部39中線的切線的垂線開始，至通過與第一拐點(diǎn)相鄰的第二拐點(diǎn)的珠狀物頂部39中線的切線的垂線延伸。這里，在所有顯示的突出區(qū)中均提供焊接連接，這樣焊接連接位于所述珠狀物的兩個(gè)側(cè)面上。

圖12顯示圖11實(shí)施方式的變化形式，與圖11的實(shí)施方式相比，該實(shí)施方式僅減少了焊接峰的延伸。這里基本為波長λ的20％。