用于燃料電池的墊圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于燃料電池的墊圈，更特別涉及這樣一種用于燃料電池的墊圈，其能夠通過增大墊圈的表面壓力來改善氣密性。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池通常包括膜電極組件(MEA)，該膜電極組件包括催化劑層和分隔板，催化劑層促使氫和氧之間發(fā)生反應(yīng)，分隔板布置在膜電極組件的兩側(cè)，并在將氫和氧供應(yīng)到膜電極組件時(shí)促進(jìn)排水。
[0003]分隔板的兩側(cè)通常具有多個(gè)歧管，使得氫、空氣和冷卻劑可以在分隔板在其上堆疊時(shí)流動(dòng)。墊圈沿著歧管和分隔板的邊緣設(shè)置以便將氫、空氣和冷卻劑密封在電池中。同樣地，該墊圈用作引導(dǎo)，使得被引入的氫和空氣可以分別移動(dòng)到膜電極組件的氫催化劑層和空氣催化劑層，并保持氣密性，使得沿著各個(gè)歧管流動(dòng)的材料不會(huì)移動(dòng)到鄰近的歧管。
[0004]關(guān)于此，在名稱為“Separat1n Plate for Fuel Cell having Gasket forMaintaining Air Tightness and Method of Manufacturing the Same (具有保持氣密性的墊圈的燃料電池用分隔板及其制造方法)”的常規(guī)技術(shù)中，提供一種具有保持氣密性的墊圈的燃料電池用分隔板，其特征在于燃料電池用分隔板具有用于保持氣密性的墊圈，并且該墊圈在分隔板的兩個(gè)表面上注塑成型，并連續(xù)地連接到彼此，從而在形成一條閉合曲線或環(huán)狀結(jié)構(gòu)時(shí)彼此結(jié)合成一體，其中分隔板的第一分隔板的第一墊圈包括:在第一分隔板的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的表面上沿四個(gè)角整體注塑成型的側(cè)管線;第1-1主管線，其穿過氫歧管內(nèi)側(cè)與氫通孔之間的區(qū)域，然后延伸到靠近冷卻劑歧管內(nèi)側(cè)和空氣歧管內(nèi)側(cè)的區(qū)域，該冷卻劑歧管和空氣歧管布置在第一分隔板外側(cè)的表面上、在寬度方向上與氣歧管的線路相同的線路上；第1-2主管線，其在寬度方向上延伸到氫通孔與冷卻劑通道之間的區(qū)域，以及靠近空氣歧管內(nèi)側(cè)的區(qū)域，該空氣歧管布置在第一分隔板內(nèi)側(cè)的表面上、沿寬度方向的相同線路上；以及多條第一冷卻劑引導(dǎo)管線，其沿長度方向布置在冷卻劑歧管和第一分隔板內(nèi)側(cè)表面上的冷卻劑通道之間的區(qū)域中。
[0005]然而，盡管如上描述的現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)分隔板堆疊時(shí)在引導(dǎo)管線之間的接觸會(huì)引起負(fù)載集中。同樣地，在主管線之間的接觸面壓力變?nèi)?。因此，沿著歧管流?dòng)的材料可能會(huì)彼此混合。而這對(duì)于最優(yōu)化燃料電池性能是不理想的。
[0006]在【背景技術(shù)】部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種用于燃料電池的墊圈，其能夠通過在引導(dǎo)管線中形成凹槽而將在引導(dǎo)管線中產(chǎn)生的負(fù)載集中現(xiàn)象分散到引導(dǎo)管線和主管線的一部分，并增大主管線上的表面壓力,來改善氣密性。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供一種用于燃料電池的墊圈，包括:多個(gè)突起，其連接到燃料電池的分隔板的表面并從氣密管線沿著分隔板的長度方向突出，氣密管線用于阻斷沿多個(gè)歧管流動(dòng)的材料之間的移動(dòng)。特別地，多個(gè)突起中的每個(gè)突起包括具有設(shè)定寬度的凹槽。
[0009]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，氣密管線可以布置在歧管與分隔板的通道部之間。從分隔板的表面到凹槽的底面的高度小于從與分隔板的表面相接觸的氣密管線的底面到氣密管線的上表面的高度。此外，當(dāng)通過堆疊分隔板而使氣密管線處于壓縮狀態(tài)時(shí)，從分隔板的表面到凹槽的底面的高度小于從分隔板的表面到氣密管線的上表面的高度。
[0010]此外，在某些示例性實(shí)施例中，突起可以具有連接到氣密管線的一端，并且凹槽可以布置在突起的一個(gè)端部側(cè)。與突起在長度方向上的兩個(gè)側(cè)部相對(duì)應(yīng)的凹槽的兩個(gè)側(cè)部被開口。
【附圖說明】
[0011]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于燃料電池的墊圈的氣密管線的圖示;
[0012]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的突起和凹槽的截面圖；
[0013]圖3是作用在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于燃料電池的墊圈上的表面壓力分布與作用在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的墊圈上的表面壓力分布的比較圖；以及
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于燃料電池的墊圈的氣密性破裂壓力與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的墊圈的氣密性破裂壓力的比較圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在下文中，參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于燃料電池的墊圈。
[0016]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于燃料電池的墊圈的氣密管線100的視圖。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于燃料電池的墊圈包括多個(gè)突起110，該多個(gè)突起110連接到燃料電池的分隔板400的表面并從氣密管線100沿著分隔板400的長度方向突出，該氣密管線100阻斷沿著多個(gè)歧管200流動(dòng)的材料之間的移動(dòng)。多個(gè)突起110中的每個(gè)突起還包括具有設(shè)定寬度的凹槽111。S卩，這些多個(gè)突起110的每個(gè)突起都具有凹槽111，使得施加到氣密管線100的表面壓力增大,從而可以改善氣密性。
[0017]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和效果。如圖1所示，沿寬度方向形成以便與分隔板400的長度相垂直的氣密管線100，在多個(gè)歧管200之間靠近多個(gè)歧管200布置，該多個(gè)歧管200形成在分隔板400的兩個(gè)端部以及分隔板400的通道部300。
[0018]在此，分隔板400的通道部300，包括形成在分隔板400的兩個(gè)端部之間的通道，用于向燃料電池的單元電池的膜電極組件(MEA)供應(yīng)氫和空氣。氣密管線100靠近多個(gè)歧管200布置，以便選擇性地引入或阻斷氫、氧或冷卻劑。還設(shè)置有側(cè)管線130，其從氣密管線100延伸，并且沿多個(gè)歧管200的周向部和分隔板400的周向部形成，并且在分隔板400被堆疊時(shí)，形成在各個(gè)分隔板400中的氣密管線100和側(cè)管線130彼此接觸，以便保持所有分隔板400的氣密性。在堆疊時(shí)，在側(cè)管線130與分隔板400之間的接觸狀態(tài)可以與在現(xiàn)有技術(shù)中已知的接觸狀態(tài)相類似。
[0019]同時(shí)，氣密管線100沿著分隔板400的寬度方向設(shè)有多個(gè)突起110，突起110沿著氣密管線100的長度延伸，在突起110中分別形成有凹槽111，從而可以增大在堆疊分隔板400時(shí)施加到氣密管線100的表面壓力。
[0020]更詳細(xì)地，在堆疊多個(gè)分隔板400時(shí)，除了在各個(gè)分隔板400中形成的氣密管線100和側(cè)管線130之外，突起110彼此接觸。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，突起110的面積小于氣密管線100的面積，使得負(fù)載集中在突起110上。因此，氣密管線100的表面壓力相對(duì)小于施加到突起110的表面壓力。
[0021]在本發(fā)明中，凹槽111分別形成在突起110中，以便在堆疊分隔板400時(shí)部分地減小在突起110之間的