氢能专利库

本发明涉及一种燃料电池金属双极板巡检辅助结构及燃料电池。燃料电池金属双极板巡检辅助结构，包括相互卡接设置的电压检测集成式快插部以及金属双极板卡接部。一方面采用第一导向结构与第二导向结构相适配导向，提高连接效率；并且设置金属簧片形成压紧部，压紧部与金属簧片之间存在夹紧力，防止接触不良，提高稳定性；利用塑料外壳上的悬臂卡扣与凸起固定，保证所述电压检测集成式快插部与所述金属双极板卡接部的连接稳定性，且方便锁紧与取下。利用翅片插槽、第一导向结构与第二导向结构的限位作用避免晃动，实现电压检测集成式快插部与金属双极板卡接部的紧固连接，不会因为重复接插而损坏变形，提高极板寿命。

本申请提供一种燃料电池金属双极板电堆压装辅助结构，该辅助结构包括弹簧压板、弹簧、销钉、带弹簧杆底座和底板。本申请可以一定程度上解决燃料电池电堆装堆过程中出现的堆叠一致性的问题，改善燃料电池电堆堆叠过程中出现的双极板错位现象。

一种用于燃料电池金属双极板胶粘连接的夹持工装及方法，其中，夹持工装包括定位装置、加热装置、振动装置，定位装置包括工装上盖板、工装下底板、定位销、第一吸嘴，振动装置包括振动源、振动传导体、第二吸嘴；工装上盖板和工装下底板内置加热装置，工装上盖板上穿设振动传导体，其上端连接振动源、下端连接第二吸嘴，工装下底板上设有抽真空通道，其上端连接第一吸嘴、下端通至工装下底板的侧面。采用了工装上盖板和工装下底板夹持金属双极板，一次装夹，避免因二次装夹引起的极板错位风险，简化了金属双极板的初始装夹过程，成形过程采用全自动流转，简化了整体工艺，避免了原有激光焊接导致极板翘曲变形的情况发生。

一种燃料电池金属双极板寿命周期试验设备及测试方法，其中，试验设备包括通过管路依次连接的调压阀、进气电磁阀、夹紧工装和出气电磁阀、以及连接并控制进气电磁阀和出气电磁阀的网络继电器；夹紧工装包括第一工装板、第二工装板、夹紧框、螺栓，第一工装板上设有对应金属双极板的水腔、氧腔、氢腔的三个进气孔，进气孔通过管路与进气电磁阀和出气电磁阀连接，夹紧框套在第一工装板和第二工装板上，并通过旋紧其上的螺栓使第一工装板和第二工装板夹紧金属双极板。本发明不仅可以模拟燃料电池金属双极板的实际使用状态，得到实际寿命，还可以通过调高气体压力和加入极限环境进行寿命加速试验，更准确地得到金属双极板的相关性能寿命。

本发明提供一种高耐蚀的燃料电池双极板的多层复合碳涂层，包括：覆盖在双极板金属基材表面上的扩散渗透层；覆盖在所述扩散渗透层上表面的致密耐蚀层；以及覆盖在所述致密耐蚀层上表面的性能调控层；扩散渗透层的材料为C、N、Si、SiC、SiO2和Si3N4中的一种或两种以上的混合物；致密耐蚀层的材料由质量分数≥80%的非晶态碳、≤20%的氢元素和≤5%的氧元素构成；性能调控层的材料包括质量分数为80%～99%的C元素，掺杂0～10%的Si元素、0～10%的F元素、0～5%的O元素、0～10%的N元素、1%～20%的H元素；致密耐蚀层的内部或表面嵌有随机分布的金刚石颗粒或类金刚石碳颗粒。

本发明涉及一种燃料电池金属双极板成形误差检测装置，包括固定架(1)、激光线扫描仪(2)、三维轮廓检测仪(3)、轮廓扫描仪导轨(4)、同步伺服电机(5)、线扫描仪导轨(6)、可移动定位销(7)、定位销导轨(8)、多孔定位板(9)，通过激光线扫描仪(2)获取金属双极板流道截面特征信息，通过三维轮廓检测仪(3)获取金属双极板在自由状态下的整体翘曲形貌和固定状态下的平面度信息，通过可移动定位销(7)和多孔定位板(9)对不同尺寸金属双极板的固定和定位。与现有技术相比，本发明通过一次检测即可完整获取双极板的误差信息，显著提升测试效率，易于调节、适用性强。

本发明的一种用于燃料电池双极板的抗反极复合涂层，主要包括：覆盖在所述燃料电池双极板的全部表面上的耐蚀层，设在耐蚀层上的贵金属导电薄层以及抗反极材料层；贵金属导电薄层以点状形式嵌入在耐蚀层中或者以层状形式覆盖在耐蚀层的表面；当贵金属导电薄层为点状形式分布时，抗反极材料层以点状形式嵌入或以网状形式覆盖在耐蚀层的局部表面上，且与贵金属导电薄层相互错开不重叠；当贵金属导电薄层为层状形式分布时，抗反极材料层以点状形式嵌入或以网状形式覆盖在贵金属导电薄层的表面上。本发明抑制了反极状态下高电位对金属极板的腐蚀，提高了金属双极板抵抗高电位腐蚀能力，延长了金属极板的使用寿命；减少了贵金属涂层的使用。

本发明涉及一种流场自适应的电池极板结构及燃料电池，用于一体式再生燃料电池，该极板上的流场为双功能流场(1)，包括：依次连通的流场入口(101)、蜿蜒流道(102)、和流场出口(106)，其中相邻蜿蜒流道(102)之间为流场脊(103)，流场脊(103)上设有导水隔气结构(105)，流场边缘设有水分配区(104)。与现有技术相比，本发明创造性提出双功能流场可实现一体式再生燃料电池发电和电解不同模式下流场形态的自转变，在发电模式下，双功能流场形态趋于长流道的蛇形流场，有利于增大流场压降，利于排水，从而提高发电性能；在电解模式下，双功能流场的形态趋于短流道的平行流场，有利于水的均匀分配，防止电解水产生的气体堵塞流道，提高电解性能。

本发明涉及一种具有复合功能的自适应燃料电池装配结构，包括由壳体(1)，盖板(2)，可调端板(3)和缓冲端板(4)组成的箱体式装配壳体，待装配双极板和膜电极组(6)置于所述箱体式装配壳体内，其中，所述的壳体(1)内设有限位条(5)，通过限位条(5)与壳体(1)和盖板(2)的配合对双极板和膜电极组(6)进行定位，通过可调端板(3)对电池总体厚度进行微调，通过缓冲端板(4)提供装配压力。与现有技术相比，本发明实现了装配过程中电堆装配力的均匀，可以实时进行泄露检测，该装置操作简单，装配效率高，集成化程度高，可满足燃料电池的快速装配。

本发明涉及一种带有表面微结构的燃料电池金属极板及其制造方法，将金属极板表面分区设置凸出或凹陷的微阵列结构。与现有技术相比，本发明二级微结构，从而能够增大与气体扩散层的有效接触面积，进而降低极板与气体扩散层间的接触电阻，提高燃料电池的输出电压，二级结构调节极板表面的亲疏水性，改善电池内水管理，有利于保证质子膜工作时所需的一定湿度，也能够及时排出流道内生成的液态水。整个极板表面被分成不同的区块，防止电堆内过分干燥或过多水分聚集，分块设计能够更好地提高燃料电池的性能和效率，具有制备过程简单环保、耐腐蚀性好等优点。

本发明公开了一种用于制备燃料电池金属极板切边废料分离机构，所述分离机构包括底座、滑块、连杆、气缸，底座表面形成斜向分布的坡面，坡面处形成滑槽，滑块的下部形成与上述坡面配合的反向坡面，反向坡面形成与滑槽配合的滑槽块，滑块上表面呈水平状分布，滑块上表处纵向设置有定位销，连杆的一端与滑块活动连接，连杆的另一端与气缸的输出端连接，气缸固定在固定座上。有益效果：确保燃料电池单极板切边废料能够有效分离，制造精度高，将繁琐的分离过程简化，能够有效的挺高生产效率和产品合格率，避免人工分离。

本发明公开了一种燃料电池金属双极板分体式激光焊接工装结构，所述上工装板和下工装板，所述下工装板为分体式结构，每块独立的分体式下工装板由独立的气缸驱动，通过多个气缸分别控制分体式工装零件，实现金属极板不同区域施加不同压力。相邻的分体式下工装板之间通过啮合结构相互连接。确保多个分体式工装零件之间不发生错动而影响焊接。通过将一侧的焊接工装设计为分体式结构，实现金属极板不同区域分别施加压力，保证金属双极板可靠贴合，提高了焊接的可靠性。同时，较小的焊接工装尺寸降低了加工难度，降低了加工经济成本。

本发明公开了一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构，阳极极板向阴极极板方向形成若干条凸起的正向流道脊部，阴极极板向阳极极板方向形成若干条反向凸起的反向流道脊部，正向流道脊部与反向流道脊部一一对应分布，正向流道脊部与反向流道脊部的接触面形成流道脊部打胶区域，流道脊部打胶区域内施加粘胶。有益效果：可以高效的存储从流道脊部打胶区域溢出的胶体，提高粘接性能；采用了阴阳极流道脊部区域设计凹凸配合结构，形成的细小路径增加了粘胶的流动阻力，防止过多的胶体溢入冷却液腔，影响极板性能；由于阴阳极流道脊部容胶结构的冲压成形导致流道槽底形成凸起区域，对气体流动起到导流作用，可以促进气体传输至催化层。

本发明公开了一种用于提高燃料电池多层叠装限位可靠性的金属极板结构，包括多层叠装的金属双极板，相邻的金属双极板之间覆有一层膜电极，多层叠装的金属双极板边缘处纵向分布有限位块，所述金属双极板的边缘贴紧分布，金属双极板的边缘相对于金属双极板主体高度较薄，金属双极板的边缘处形成向上和向下翻折的翻边，用于增大金属双极板与限位块的接触面积，避免金属双极板的边缘直接切割限位块，保证限位块的限位功能，提高金属双极板和膜电极等零件的位置精度。通过在金属极板边缘设计翻边结构，增大金属极板边缘与限位块的接触面积，避免极板边缘直接切割限位块，保证限位块的限位功能，提高燃料电池工作的可靠性。

本发明公开了一种用于实现燃料电池金属双极板精确定位与锁止的结构，金属极板的两侧形成包塑边框部，所述包塑边框部处形成包塑边框凸起部，包塑边框凸起部的相对的包塑边框部处形成包塑边框凹槽部，位于最下层的金属极板的包塑边框凹槽部与下端板的下端板凸起部相配合，包塑边框凹槽部套接在下端板凸起部外部，位于最上层的金属极板的包塑边框凸起部与上端板的上端板凹槽部相配合，包塑边框凸起部位于上端板凹槽部内，上下相邻的金属极板之间通过对应的包塑边框凸起部和包塑边框凹槽部相配合，用于相邻金属极板之间的相互定位，上端板和下端板之间设有定位连杆，每一片金属极板的包塑边框部侧边缘都会与定位连杆紧密接触进行锁止。

一种用于制备燃料电池金属极板的冲切一体化模具结构，包括上模和下模；所述上模包括上托板、上垫块、上模座、上模板、成型凹模、气缸、打板、冲头、打杆、切边凹模；所述下模包括下托板、下垫块、下模座、下模板、成型凸模、空心垫板、外脱板、弹簧。本发明通过成型凹槽和成型凸模构成的成型结构制备金属极板的结构特征，通过冲头和切边凹模制备三腔特征，同时切除边缘废料，并利用一体化模具结构的模架固定模具和气缸，保证了模具的可靠定位及稳健运动，保证了金属极板的尺寸精度，提高了生产效率，降低了不良率和成本。

本发明公开了一种燃料电池集流板肋筋增强结构，包括集流板和绝缘板，所述集流板与绝缘板贴合的表面处分布有凸起状的加强筋，绝缘板与集流板贴合的表面分布有与上述加强筋分布结构对应的嵌槽。利用相互交错的加强肋筋结构提高集流板的结构强度，避免集流板受力变形，提高电堆系统稳定性。

本发明公开了一种燃料电池电堆复合端板结构，包括端板本体，所述端板本体的一表面为绝缘层，所述端板本体的一表面形成下陷状的定位槽，集流板装配在上述定位槽内，集流板通过固定件固定在定位槽内，集流板与端板的复合结构通过定位槽结构进行集流板的精确定位。用于实现端板、绝缘板和集流板的集成，提高装配精度，减小装配难度。用端板包塑材料上的定位结构和螺钉结构进行集流板定位与锁紧，保证集流板和端板之间精确可靠地连接，并通过垫圈实现集流板受力平衡，实现端板、绝缘板和集流板的集成。

本发明的一种用于燃料电池极板的复合涂层及其制备方法，包括：导电耐蚀涂层和疏水材料膜层；导电耐蚀涂层为沉积在燃料电池极板表面的金属、金属碳化物或碳材料中的一层或多种复合组成；疏水涂层为沉积在金属极板的反应区域的流道槽底和分配区域内的导电耐蚀涂层上表面的疏水材料膜层。本发明的用于燃料电池金属极板的复合涂层，可以维持在高电位和酸性环境下，具有结构完整，不易氧化；确保燃料电池电堆在使用过程中产生在金属极板表面的水快速排出，提高金属极板耐久性能和使用寿命。

一种燃料电池金属双极板总管支撑结构，包括阳极板和阴极板，阳极板和阴极板的两端均相对应地开设有腔口，每相对应的阳极板和阴极板的腔口构成一用于介质进出的总管，并且相对应的阳极板和阴极板的腔口的边缘之间具有间距，至少一相对应的阳极板和阴极板的腔口分别沿边设有阳极总管支撑结构和阴极总管支撑结构，阳极总管支撑结构和阴极总管支撑结构相互支撑，阳极总管支撑结构和/或阴极总管支撑结构上开设有数个用于介质进出的孔。本发明提高了金属双极板上的总管处结构的强度，保证了介质的正常流通，保证了金属双极板工作的稳定性。