CN107851828A - 用于电池堆的板构件 - Google Patents

Abstract

可提供一种用于电池堆的板构件、电池堆组装件、形成电池堆的板构件的方法以及组装电池堆的方法。板构件包括通道片，该通道片包括用于形成流体流动通道的至少一个峰和一个的谷。两个对准部件，每个对准部件包括主体和一个或多个对准构件，主体具有设置在主体内的通孔；且其中对准部件能够沿着穿过所述对准构件的轴线将所述对准构件对准到另一个相应的对准构件；且其中通道片设置在所述两个对准部件之间。

Description

用于电池堆的板构件

技术领域

本公开广泛地涉及用于电池堆的板构件以及形成用于电池堆的板构件的方法。

背景技术

在目前的技术中，燃料电池组件正越来越多地被集成以简化堆组装工序和降低成本。例如，通常使用具有五层的典型膜电极组装件(MEA)。这种具有五层的MEA包括夹在或设置在两层分散介质之间的一层质子交换膜(PEM)，其中一层催化剂位于PEM和分散介质之间的两个界面中。这种布置集成了膜、电极以及扩散介质，从而简化了MEA的堆叠组装。

然而，关于作为双极板的堆叠的其他重要组件，还有其他的进展。

在PEM燃料电池行业，所使用的材料已经有了显著地改善。传统的石墨双极板正逐渐被金属双极板所替代，这种金属双极板可以制成相对较薄，从而可以减小重量和尺寸，并提高堆叠的功率密度。这对便携式燃料电池和移动使用特别有利。

金属双极板的使用引发了许多新的挑战。由于金属双极板通常制成具有至少一个峰和一个谷的波纹形式，所以隔板片会被用于形成空气流动通道以及防止分散介质中流动的氢气与空气接触。将由堆叠两端的孔形成的氢流动通道进行密封是一个挑战，尤其是当使用波纹片时。而波纹片、隔板片和MEA的对准是另一个挑战。

通常希望燃料电池的组成部分，即双极板、MEA、波纹片和隔板片，的孔径能被良好地密封和对准。当进行组装时，这些部件在燃料电池内形成连续的圆柱形空腔，并用作内部歧管。氢气通过该歧管并被均匀地分散到相应的电池。当从电池净化时，过量的氢气通过类似布置的另一个歧管散出。

已经认识到，燃料电池(即双极板、MEA、波纹片和隔板片等之间)内的所有孔的对准不良导致了氢气的流动障碍。由于燃料引入的减少，这降低了堆叠的性能。另外，对准不良也导致氢气到堆叠中的每个电池的不均匀分布，并且由于对具有较低氢气引入量的电池的化学计量数量的减少，这导致了总体性能降低。

已经认识到，堆叠两端中的孔不足以进行正确的对准。如所前述讨论的那样，对准不良会影响堆叠的美感以及功率输出性能。

此外，所使用的波纹片通常涂覆有贵金属，例如金或银，因此其价格相对昂贵。然而，堆叠两端附近的区域通常不会被使用，因此这导致了波纹片材的浪费。

此外，已经认识到，由于紧密密封的要求，当前的堆叠组装过程是复杂的。

在当前的一个已知实例中，MEA在堆组装件内对准。堆叠是包括燃料电池、压缩机和电解剂的电化学装置。紧密式阴极***使用于堆叠组装件中。因此，使用框架来定位MEA和隔板。MEA完全封闭在框架的主体内。需要围绕在双极板周边的密封布置，例如珠子布置或弹性体密封件。桥梁被布置在框架两端的开口的周边处以邻接定位装置。密封和桥梁的这些要求增加了制造过程中的复杂性。此外，在制造过程中还需要遵循严格的容差，以确保MEA被封闭在框架中。此外，在该实例中的堆叠组装件是不安全的，这是因为双极板的框架仅依靠在两个定位装置上。

在另一个目前已知的实例中，波纹板被用粘合剂附接到基板上。然而，已经认识到，当使用粘合剂时，在制造过程中存在几个自由度。因此，通常在制造过程中会出现超过定位布置的容差极限，并出现对准缺陷。

在另一个目前已知的实例中，中继单元被用于固体氧化物燃料电池中。中继单元中的框架和隔板建立了多个燃料流通路径和管道室。导管和隔板的呈脊状的洞被定位以对准中继单元的堆叠。中继单元先被堆叠而没有设置任何安全点。因此，通常存在经堆叠的中继单元不能被正确对准的问题。

在另一个目前已知的实例中，在熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)中使用双极板。MCFC的操作温度高于电解质材料的熔点。双极板包括多个突起部分，以将双极板粘附到掩模板上，从而将集流器保持在双极板和掩模板之间。使用框架来定位MEA和隔板。MEA被完全封闭在框架的主体内。围绕双极板的周边需要耦合布置，例如突起和透孔布置。这种突起和透孔的要求增加了制造过程的复杂性。此外，在制造过程中还需要遵循严格的容差，以确保MEA被封闭在框架中。

因此，需要用于电池堆的板构件和形成用于电池堆的板构件的方法以解决至少一个上述问题。

发明内容

根据一方面，提供一种用于电池堆的板构件，所述板构件包括通道片，所述通道片包括用于形成流体流动通道的至少一个峰和一个谷；两个对准部件，每个对准部件包括主体和一个或多个对准构件，所述主体具有设置在主体内的通孔；其中所述对准部件能够使所述通道片与所述主体的平面对准平行，并且所述对准构件能够沿着穿过所述对准构件的轴将所述对准构件对准到另一个相应的对准构件；并且其中所述通道片设置在所述两个对准部件之间。

对准部件包括用于接合所述通道片的接合表面，以使所述通道片与所述主体的所述平面对准平行。

对准部件可以包括两个对准构件，每个对准构件在所述主体的所述平面内延伸并且基本上垂直于所述主体的纵向边缘，并且其中所述接合表面可以限定在对准构件之间。

对准构件可以包括用于使所述对准构件沿着穿过所述对准构件的所述轴线对准所述另一个相应的对准构件的孔。

对准构件可以设置在所述对准部件的所述主体的一端，并且大致呈圆环状。

对准部件还可以包括设置在所述对准部件的两个相对表面上的相应的密封部件，每个密封部件能够容纳密封组件。

板构件还可以包括邻接所述对准部的底面的隔板片，所述隔板片具有至少一个通孔，以对准到设置在所述对准部件的所述主体内的所述通孔。

通道片和隔板片可以相互配合以形成所述流体流动通道。

通道片可以呈矩形波纹片的形式。

板构件还可以包括邻接所述对准部件的顶表面的膜电极组装件(MEA)。

根据另一方面，提供了一种电池堆组装件，所述组装件包括底端板，所述底端板包括底端板对准构件；一个或多个板构件，每个板构件都为如前述权利要求中任一项所述的板构件；顶端板，所述顶端板包括顶端板对准构件；并且其中所述一个或多个板构件中的每一个的对准构件沿着穿过所述一个或多个板构件中的每一个的对准构件的轴线对准到所述底端板对准构件和顶端板对准构件。

组装件还可以包括沿着穿过所述一个或多个板构件中的每一个的所述对准构件的所述轴线而延伸的杆构件。

根据另一方面，提供了一种形成用于燃料电池堆的板构件的方法，所述方法包括：提供通道片，所述通道片包括用于形成流体流动通道的至少一个峰和一个谷；提供两个对准部件，每个对准部件包括主体和一个或多个对准构件，所述主体具有设置在所述主体内的通孔，且所述对准构件能够沿着穿过所述对准构件的轴线将所述对准构件对准到另一个相应的对准构件；将通道片设置在两个对准部件之间；以及使用所述两个对准部件将所述通道片与每个对准部件的主体的平面对准平行。

对准所述通道片的步骤还包括使所述通道片与所述对准部件的接合表面接合。接合表面可以被限定在所述对准部件的两个对准构件之间，每个对准构件在所述主体的所述平面内延伸并且基本上垂直于所述主体的纵向边缘。

对准部件还可以包括设置在所述对准部件的两个相对表面上的相应密封部件，每个密封部件能够容纳密封组件，并且所述方法还包括提供邻接所述对准部件的底面的隔板片，所述隔板片具有至少一个通孔，用以对准到设置在所述对准部件的所述主体内的所述通孔。

该方法还可以包括用所述通道片和所述隔离片形成所述流体流动通道。

所述通道片可以呈矩形波纹片的形式。

所述方法还可以包括提供邻接所述对准部件的顶表面的膜电极组装件(MEA)。

根据另一方面，提供了一种组装电池堆组装件的方法，所述方法包括：提供底端板，所述底端板包括底端板对准构件；提供一个或多个板构件，每个板构件为如前述权利要求中任一项所述的板构件；提供顶端板，所述顶端板包括顶端板对准构件；以及将所述一个或多个板构件中的每一个的所述对准构件沿着穿过所述一个或多个板构件中的每一个的对准构件的轴线对准到所述底端板对准构件和所述顶端板对准构件。该方法还可以包括沿着杆构件***所述一个或多个板构件中的每一个的所述对准构件。

附图说明

通过以下仅作为示例的文字描述并结合附图，本发明的示例性实施例将会被更好地理解并且对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的，其中：

图1是一个示例性实施例中的用于电池堆的板构件的主视图。

图2A是另一示例性实施例中的可拆卸地附接有的隔板件的板构件的主视图。

图2B是图2A的板构件的仰视图。

图3是图2A和2B的板构件的分解图。

图4A是一个示例性实施例中的对准部的俯视图。

图4B是图4A中线X与线Y之间的的对准部的放大图。

图5是一个示例性实施例中的波纹片的主视图。

图6是一个示例性实施例中的波纹片和对准部之间的耦合的局部放大图。

图7是一个示例性实施例中的隔板片的俯视图。

图8A是端板的主视图。

图8B是膜电极组件(MEA)的主视图。

图9A至9G是一个示例性实施例中用于说明组装燃料电池堆组件的步骤的示意图。

图10是一个示例性实施例中说明形成用于电池堆的板构件的方法的示意性流程图。

具体实施方式

本文描述的示例性实施例可应用于燃料电池技术，并且可以提供用于电池堆的板构件。例如，可以提供双极板，其可以简化质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆的组装过程，提高堆叠性能并降低制造成本。

图1是一个示例性实施例中的用于电池堆的板构件的主视图。在示例性实施例中，板构件100包括两个对准部件102和104以及通道片110。在示例性实施例中，通道片110包括片材主体中的至少一个峰和一个谷，并且呈波纹片110的形式。波纹片110耦合到在波纹片110的第一端或边缘112处的第一对准部件102，且耦合到在波纹片110的第二端或边缘114处的第二对准部件104。因此，波纹片110设置在第一对准部件102和第二对准部件104之间。

在示例性实施例中，每个对准部件包括主体和一个或多个对准构件(例如116)。在主体内设置有通孔。

在示例性实施例中，对准部件能够使波纹片110与主体的平面对准平行，并且对准部件的对准构件(例如116)可以沿着穿过所述对准构件的轴线AB对准到另一个相应的对准构件(未示出)。例如，对准构件可以与另一个对准部件的对准构件对准或与堆叠在对准部件的顶面或者底面中的一者的端板对准。

图2A是另一示例性实施例中的可拆卸地附接有隔板片的板构件的主视图。图2B是图2A的板构件的仰视图。图3是图2A和2B的板构件的分解图。为了便于说明，图2A和图2B中相同的标号也用于图3。

在示例性实施例中，板构件200基本上类似于图1中的板构件100。板构件200分别包括第一对准部件202、第二对准部件204、波纹片210以及隔板片220。

在示例性实施例中，第一对准部件202、第二对准部件204、波纹片210以及隔板片220彼此可拆卸地附接。

每个对准部件202、204分别包括通孔232、234。在每个通孔232、234周围设置有凹槽或凹处并且被认为是相应的密封部件236、238。隔板片220包括一对对称地设置在隔板片220的相对端孔222和224。波纹片210在波纹片210的第一端/边缘212和第二端/边缘212处分别啮合/耦合到第一对准部件202和第二对准部件204。板构件200通过将隔板片220相对于对准部件202、204定向而形成，使得对准部件202、204的通孔232、234与隔板片220的相应的孔222、224对准。

在示例性实施例中，每个密封部件236、238都被用于容纳补充的密封组件或材料。补充的密封组件，例如垫圈，O形环或其它任何适合的密封材料，被设置在密封部件236、238(例如：凹槽或凹处)中以提供气密整合。因此，在第一对准部件202、第二对准部件204、波纹片210以及隔板片220彼此互相耦合之后，在第一对准部件202处，通过孔222、相应的密封组件(例如垫圈，O形环等)以及通孔232形成贯通开口。在第二对准部件204处，通过孔224、相应的密封组件以及通孔234形成另一个贯通开口。

随着隔板片220与第一对准部件203和第二对准部件204密封配置，通过与波纹板210的相互配合，从而形成流体流动通道。也就是说，多个关闭的槽(例如216)和打开的槽(例如218)以间隔方式形成和定位。关闭的槽216是形成在波纹片210和隔板片220之间的通道，在其两端具有开口(即，当从图2A中的X方向观察时的关闭的贯通通道)。因此，关闭的槽216能够作为冷却隔板片220、波纹片210以及组装后的组装电池堆的空气流通通道。打开的槽218在垂直于波纹片210的平面的方向上或者在垂直于隔板件220的平面或表面是打开的或者非封闭的。因此，打开的槽218能够使流过打开的槽218的空气分散到垂直方向。例如，流过打开的槽218的空气可以分散在MEA(稍后将描述)的阴极侧上的扩散介质上，该MEA随后会附着在暴露打开的槽218的波纹片210的表面上。

图4A是示例性实施例中的对准部件的俯视图。图4B是图4A中的线X与线Y之间的对准部件的放大图。

对准部件400基本上与图1的对准部件102和104以及图2A-图3中的对准部件202和204相同。在示例性实施例中，对准部件400包括主体402，主体402是基本上矩形的片，以及一个或多个对准构件，每个对准构件设置在主体402的一端。在该示例性实施例中，提供了两个对准构件，其是基本上圆形的环。两个对准构件设置为对称地位于主体402的相对侧或端部处的两个对准环404和406。每个对准环404、406包括对准洞408、410以及对准边缘412、414；对准孔408、410基本上设置在环404、406中心。

对准洞408、410能够沿着穿过对准洞408、410的轴线对准到另一个相应的对准构件(未示出)。示出了一种穿过对准洞408进入纸张平面(X)的轴线的示例。例如，对准洞可以与另一个对准部件(例如，与对准部件400相同)对准，或与堆叠在对准部件400的顶面或底面中的任意一者的端板对准。

在示例性实施例中，对准边缘412、414基本上是直的，并垂直于主体402的纵向边缘420。每个对准边缘412、414从主体402的纵向边缘420延伸/突出，并在主体的平面内延伸。通过这种布置，对准边缘412、414形成提供接合表面以接合通道片的接收座422。

对准部件400还包括设置在主体402内的通孔416。通孔416基本上设置在主体402的中心。围绕通孔416设置呈凹槽或凹处形式的密封部件418。应当理解，可以在对准部件400的相对表面上或对准部件400的反面，围绕通孔416设置另一个类似的密封部件(未示出)。因此，在这种情况下，各自的密封部件被分别设置在对准部件的两个相对的表面上。通孔416能够作为反应气体(例如，氢气)流动通道的一部分，以下将参照图9G更详细地描述。密封部件418用于在气密密封的组装期间容纳或者接收补充的密封组件，例如垫圈或O形环。

对准部件400可以通过包括但不限于成型、铸造、3-D印刷等方法来制造。对准部件400可以由包括但不限于金属、塑料(例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚乳酸(PLA))或复合材料等的材料制成。

图5是示例性实施例中的波纹片的主视图。波纹片500与图1的通道片110以及图2A到图3中的波纹片210基本相同。

在示例性实施例中，波纹片500包括以间隔方式向上和向下打开的多个槽502。例如，在两个峰之间形成槽。每个槽的深度基本相同。波纹片500由金属箔的机械冲压或轧制形成，但不限于此。在示例性实施例中，金属箔的厚度为，但不限于，约0.05mm至约0.4mm。箔的材料可以是，但不限于，不锈钢，铝或其它合金。波纹板500可以涂覆有耐腐蚀层，例如包括，但不限于，金、银或导电聚合物的薄层。

在示例性实施例中，波纹片500的高度基本上与如上所述的对准部件，例如：102、104、202、204以及400，的厚度相同或相似。

在用于便携式燃料电池应用的一个示例性实施例中，用于形成波纹片500的片材的厚度为约0.05mm。在这个实施例中，高度504为约1.1mm。宽度506为约80.0mm，且长度508为约150.0mm。应当理解，这里提供的尺寸仅用于示例性目的，且其取决于应用情况而基本上是可以变化的。

图6是示例性实施例中的波纹片和对准部件之间耦合的局部放大图。对准部件602基本上与图4A中的对准部件400相同，且波纹片604基本上与图5的波纹片500相同。

波纹片604的每个端部分别附接到或者邻接两个对准部件的内部纵向边缘(对照图4A中的主体402的纵向边缘420进行)。纵向边缘用作接合波纹片604的接合表面。在示例性实施例中，波纹片604***对准部件602的两个对准边缘之间。为了进行说明，图6中仅示出了一个对准边缘608。对准边缘形成接收座(对照图4A的接收座422)。对准部件602的一对对准边缘，例如：608，之间的距离允许波纹片604紧紧地保持在一对对准边缘，例如：608之间。此外，波纹片604也可以通过在纵向边缘接触对准部件的顶表面而具有钩型布置。因此，波纹片604被紧紧地保持在这对对准部件之间。波纹片604的高度与对准部件602的厚度基本相同或相似。因此，波纹片604和这对对准部件，例如：602，在对准部的顶表面和底表面中彼此基本上齐平/处于同一水平线。

图7是示例性实施例中的隔板片的俯视图。隔板片700基本上与附图2A、2B和3中的隔板片220相同。

在示例性实施例中，隔板片700包括基本上呈矩形的片体702。一对孔704、706对称地设置于片体702的相对端附近。孔704、706的位置是预先确定的，使得孔704、706对应于设置在两个对准部件处的通孔。在示例性实施例中，隔板片700由约0.05mm至0.2mm厚度的导电金属箔制成，但不限于此。或者，隔板片700可以由具有约0.3mm至1mm厚度的石墨箔或类似材料制成，但不限于此。

图10是示例性实施例中图解说明形成用于电池堆的板构件的方法的示意性流程图。在步骤1002，提供了包括用于形成流体流动通道的至少一个峰和一个谷的通道片。在步骤1004，提供了两个对准部件，每个对准部件包括主体和一个或多个对准构件；主体具有设置在主体内的通孔，并且对准构件能够沿着穿过对准构件的轴线将对准构件对准到另一个相应的对准构件。在步骤1006，通道片设置在两个对准部件之间。在步骤1008中，使用所述两个对准部件将所述通道片与每个对准部件的所述主体的平面对准平行。

下面的介绍中描述了电池堆的形成。板构件基本类似于图2A、图2B和图3中的板构件200，且被用作电池堆的双极板。

图8A是端板的主透视图。端板800包括基本上呈矩形的主体802，一对导管洞804、806，两对组装件环810、812、814、816，以及两对相应的组装件洞820、822、824、826。端板800用作电池堆的基座。端板800用于，但不限于，牢固地保持一堆板构件，以形成堆叠的形状，以固定附件等。导管洞804、806形成燃料气体(例如氢)流动通道的一部分。端板800的材料可以是，但不限于，金属，塑料和复合材料。

图8B是膜电极组装件(MEA)的主视图。MEA 830是基本上是矩形主体，在该矩形主体的相对端部具有两个贯通孔832、834。MEA可以是市售的MEA，且在这种情况下，MEA830的详细结构可以从制造商处获得，例如Gore，Ballard，Johnson Matthey和Yangtze等。通常，一层质子交换膜(PEM)夹在两层分散介质之间。一个催化剂层位于PEM和分散介质之间的每个界面中。因此，在典型的MEA中有五层材料。通常，根据所使用的催化剂，MEA的一侧是可以引入空气进行反应的阴极侧，另一侧是用于输入氢燃料的阳极侧。

图9A至9G是示例性实施例中用于说明组装燃料电池堆组装件的步骤的示意图。

在图9A中，杆930、932、934、934被安装/***在第一端板900的每个组装件洞920、922、924、926中。端板900基本上与图8A中的端板800相同。

在图9B中，对板构件940(例如图2A和2B中的200)进行组装。杆930、932、934、934穿过板构件940的对准洞942、944、946、948。板构件940的隔板件(未示出)搁置在第一端板900上。多个打开的槽(例如图2A中的218)相对于端板900面向上。在图9C中，MEA 950的一层位于/放置在板构件940的顶部上，MEA 950的阴极侧向下朝向打开的槽。因此，MEA 950邻接板构件940的对准部件的顶表面。MEA 950与图8B中的MEA 830基本相同。MEA 950的贯通孔952、954中的每一个与由孔(例如图7的704,706)形成的相应贯通开口、板构件940的密封组件(例如垫圈，O形环等)和板构件940的对准部件的通孔943、945对准。

如图9D和9E所示，MEA 950和板构件940形成单个电池。通过重复上述步骤形成更多的单个电池，直到达到预先确定的单个电池的容量或数量。

在图9F中，在达到预先确定的容量之后，第二端板960被定位/放置。第二端板960的每个组装件洞962、964、966、968处都安装/***有相应的杆930、932、934、936。因此，电池被设置在两个端板900和960之间。

在图9G中，通过在杆930、932、934、936上紧固螺母，例如：970，以及将气体连接器(未示出)安装在第一端板900的导管洞904和906中来完成燃料电池堆的组装。

在安装完其他配件，例如：集流器、电线、风扇等，之后，组装后的电池堆972能够用作为发电机。

通过电池堆972、隔板片的相应孔(例如，图7中的704、706)、构件板的通孔943的组装，MEA的贯通孔952和导管洞904被对准并在堆叠的一端形成第一流体流动通道。类似地，在堆叠的另一端，隔板片的另一个相应孔、构件板的通孔945、MEA的贯通孔954以及导管洞906也被对准并形成第二流体流动通道。

在示例性实施例中，电池堆972形成具有每个波纹片的未封闭贯穿通道的开放式阴极组件(对照从图2A中的箭头X观察方向的通道)。每个波纹片的槽形成用于这种组装件的气流通道。

使用时，从气体连接器供应的燃料(例如氢气)通过流体流动通道输送到经组装的电池堆972中。因此，燃料流入MEA，例如：950，的阳极侧的分散介质中。对于氧化剂(氧气)供应，空气通过多个打开的槽(例如图2A中的218)被引入到MEA，例如：950，阴极侧的分散介质中。因此，通过MEA，例如：950，内的氢气和氧气之间的电化学反应产生电力。

在堆叠组装期间，使用较大的压缩力来最小化不想要的接触电阻。已经认识到MEA通常是易碎的。因此，如果在组装过程中施加过大的力，这可能会压碎或者部分堵塞MEA中的流动通道的入口和出口。这反过来会影响进入电池的氢气流量，且可能损害或甚至毁坏燃料电池。

所描述的示例性实施例的板构件可以避免上述问题。板构件的对准部件能够承受压缩力，从而保护流动通道的入口和出口不被阻塞。因此，经组装的燃料电池可以消除阻塞流动通道的风险。

在示例性实施例中，燃料电池的各个部分，例如：板构件、MEA、波纹板和隔板片的孔被很好地对准。经对准的孔在燃料电池内形成连续的圆柱形空腔，并用作内部歧管/通道。氢气可以通过该通道，并均匀地分布到相应的电池。例如，该通道可以被当做电池堆972的堆叠的一端中的第一流体流动通道来观察。从电池中清除的过量的氢气通过另一个相似的歧管排出。应当理解，燃料电池内的其它杂质也可以经由该歧管清除。例如，该歧管/通道可以作为电池堆972的堆叠的另一端处的第二流体流动通道被观察。由于对准部件的使用，示例性实施例可以解决由燃料电池堆组件中的不良对准引起的问题。燃料电池(双极板，MEA，波纹和隔板片等)内的孔的对准不良通常会导致氢气的流动障碍。燃料进入的减少降低了堆叠的性能。不良对准也可能导致氢气不均匀地分布到堆叠中的每个电池。由于用于具有较低氢气摄入量的电池的化学计量数量的减少，这也导致较低的总体性能。

当使用示例性实施例的板构件时，组装过程被简化。由于杆(来自端板)穿过板构件的各个对准洞(对准环)，确保了单个电池的对准。通过使用所描述的示例性实施例的板构件，可以实现燃料流动通道以及所有电池的有效区域的良好/精确对准。这有利于堆叠性能，并能增加电池堆的美感。

此外，通过使用所述示例性实施例中的两个对准部件，与堆叠的长度通常与波纹片的长度相同情况下的普遍方法相比，波纹片的长度可以减小。波纹片可以用贵金属涂覆以防腐蚀，因此会相对昂贵。可以通过使用较便宜的材料，例如：对准部件，来代替波纹片的一部分以此减少堆叠的成本。此外，由于为密封组件/材料设置了余地/空间，所以气体流动通道周围的密封也被简化并显著增强。

本文描述的示例性实施例可以提供开放式的阴极组装件。已有封闭式的阴极组装件的应用。封闭式的阴极组装件设置有氧化剂流动通道和外部氧化剂供应***。相比之下，开放式阴极组装件在环境空气中工作，并且与封闭式的阴极组装件相比，开放式的阴极组装件的制造成本更低，并且制造复杂度也更低。开放式的阴极组装件也比封闭式的阴极组装件消耗更少的寄生功率。

在其它示例性实施例中，板构件可以在组装成电池堆之前与MEA集成/组装。

因此，鉴于以上描述，所描述的示例性实施例可以提供组合了波纹片和隔板片的集成双极板，并且进而提供对准引导或用于密封和对准多个双极板的措施。

在所描述的示例性实施例中，波纹片被描述呈矩形形状。然而，应当理解，示例性实施例不限于此。例如，波纹片可以是任何合适的形状，例如圆形等。

在所描述的示例性实施例中，电池堆主要被描述为燃料电池堆。然而，应当理解，示例性实施例不限于此，并且示例性实施例可以延伸到为其他合适的目的提供用于电池堆的板构件。

在所描述的示例性实施例中，板构件可以用作双极板。然而，应当理解，示例性实施例不限于此，并且示例性实施例可以延伸到为其他合适的目的提供板构件。

在所描述的示例性实施例中，对准构件被描述为孔。然而，应当理解，示例性实施例不限于此，并且对准构件可以是，但不限于，诸如具有从对准部件的底面突出的洞突起布置以与堆叠在对准部件的底面的另一对准部件的顶面的洞配对。

除非另有说明，本说明书中使用的术语“耦合”或“连接”旨在通过一个或多个中间装置直接连接或通多一个或多个中间装置连接。

另外，当描述一些实施例时，本揭露已公开了作为特定步骤序列的方法和/或过程。然而，除非另有要求，否则应理解为该方法或过程不应该限于所公开的特定步骤顺序。其他步骤顺序也是可能的。本文中公开的步骤的特定顺序不应被解释为不适当的限制。除非另有要求，本文中公开的方法和/或方法不应只限于按照书面顺序进行的步骤。步骤的顺序可以变化并且仍然在本揭露的范围内。

此外，在本文的描述中，每当使用时，“基本上”一词被理解为包括，但不限于，“整个的”或“完全的”等。此外，当使用时，诸如“包括”，“包含”等术语旨在表示非限制性描述性语言，因为这些词广泛地包含在这些术语之后所引用的元素/组件，以及未明确叙述的其他组件。此外，当使用时，诸如“约”，“近似”等术语通常意味着合理的变化，例如所公开值的+/-5％的变化或所公开值的4％的变化，或所公开值的3％的公差，所公开值的2％的公差，或所公开值的1％的公差。

此外，在本文的描述中，可以在一定范围内公开某些值。显示范围终点的值旨在说明优选的范围。每当描述一个范围时，都希望该范围覆盖并教导所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。也就是说，范围的终点不应该被解释为僵化的限制。例如，1％至5％的范围的描述旨在具体公开1％至2％，1％至3％，1％至4％，2％至3％等的子范围，以及个别地，在该范围内的值，例如1％，2％，3％，4％和5％。上述具体公开的意图适用于范围的任何深度/宽度。

此外，本文描述中使用的术语“洞”可以指孔，并且这些术语在说明书中可以互换使用。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，本实施例在所有方面被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (21)

1.一种用于电池堆的板构件，所述板构件包括：

通道片，所述通道片包括形成流体流动通道的至少一个峰和一个谷；

两个对准部件，每个对准部件包括主体和一个或多个对准构件，所述主体具有设置在所述主体内的通孔；

其中所述对准部件能够使所述通道片与所述主体的平面对准平行，并且所述对准构件能够沿着穿过所述对准构件的轴线将所述对准构件对准到另一个相应的对准构件；并且

其中所述通道片设置在所述两个对准部件之间。

2.根据权利要求1所述的板构件，其中所述对准部件包括用于接合所述通道片的接合表面，以使所述通道片与所述主体的所述平面对准平行。

3.根据权利要求2所述的板构件，其中所述对准部件包括两个对准构件，每个对准构件在所述主体的所述平面内延伸并且基本上垂直于所述主体的纵向边缘，并且其中所述接合表面限定在所述对准构件之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的板构件，其中所述对准构件包括用于使所述对准构件沿着穿过所述对准构件的所述轴线对准到所述另一个相应的对准构件的孔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的板构件，其中所述对准构件设置在所述对准部件的所述主体的一端，并且大致呈圆环状。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的板构件，其中所述对准部件还包括设置在所述对准部件的两个相对表面上的相应密封部件，每个密封部件能够容纳密封组件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的板构件，还包括邻接所述对准部件的底面的隔板片，所述隔板片具有至少一个通孔，以对准到设置在所述对准部件的所述主体内的所述通孔。

8.根据权利要求7所述的板构件，其中所述通道片和所述隔板片相互配合以形成所述流体流动通道。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的板构件，其中所述通道片呈矩形波纹片的形式。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的板构件，还包括邻接所述对准部件的顶面的膜电极组装件(MEA)。

11.一种电池堆组装件，所述组装件包括:

底端板，所述底端板包括底端板对准构件；

一个或多个板构件，每个板构件都为如权利要求1至10中任一项所述的板构件；

顶端板，所述顶端板包括顶端板对准构件；并且

其中所述一个或多个板构件中的每一个的所述对准构件沿着穿过所述一个或多个板构件中的每一个的所述对准构件的轴线对准到所述底端板对准构件和所述顶端板对准构件。

12.根据权利要求11所述的组装件，还包括沿着穿过所述一个或多个板构件中的每一个的所述对准构件的所述轴线而延伸的杆构件。

13.一种形成用于电池堆的板构件的方法，所述方法包括：

提供通道片，所述通道片包括形成流体流动通道的至少一个峰和一个谷；

提供两个对准部件，每个对准部件包括主体和一个或多个对准构件，所述主体具有设置在所述主体内的通孔；且所述对准构件能够沿着穿过所述对准构件的轴线将所述对准构件对准到另一个相应的对准构件；

将所述通道片设置在所述两个对准部件之间；并且

使用所述两个对准部件将所述通道片与每个对准部件的所述主体的平面对准平行。

14.根据权利要求13所述的方法，其中对准所述通道片的步骤还包括使所述通道片与所述对准部件的接合表面接合。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述接合表面限定在所述对准部件的两个对准部构件之间，每个对准构件在所述主体的所述平面内延伸并且基本上垂直于所述主体的纵向边缘。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述对准部件还包括设置在所述对准部件的两个相对表面上的相应密封部件，每个密封部件能够容纳密封组件，并且所述方法还包括提供邻接所述对准部件的底面的隔板片，所述隔板片具有至少一个通孔，以对准到设置在所述对准部件的所述主体内的所述通孔。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括用所述通道片和所述隔离片形成所述流体流动通道。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中所述通道片呈矩形波纹片的形式。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，还包括提供邻接所述对准部件的顶表面的膜电极组装件(MEA)。

20.一种组装电池堆组装件的方法，所述方法包括：

提供底端板，所述底端板包括底端板对准构件；

提供一个或多个板构件，每个板构件为如权利要求1至10中任一项所述的板构件；

提供顶端板，所述顶端板包括顶端板对准构件；并且

将所述一个或多个板构件中的每一个的所述对准构件沿着穿过所述一个或多个板构件中的每一个的对准构件的轴线对准到所述底端板对准构件和所述顶端板对准构件。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括沿着杆构件***所述一个或多个板构件中的每一个的所述对准构件。