CN114784314A - 一种燃料电池双极板密封方法、燃料电池以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池双极板密封方法、燃料电池以及车辆，所述双极板开设有密封槽，所述密封槽的底部涂覆有底涂剂；本发明通过在双极板点胶密封件前的底涂涂布工艺，旨在解决现有技术中双极板的表面粗糙度高、点胶固化后粘接力低的问题；通过在双极板和密封胶之间形成一层胶层，步骤简便、易于操作且所需的自动化设备精度要求不高，适合大批量生产；涂胶后能明显提高粘接力，且满足后续拆堆返工时拆装不会损坏点胶形成的密封件的要求，降低成本，减少设备、人工、时间等。

Description

一种燃料电池双极板密封方法、燃料电池以及车辆
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池双极板密封方法、燃料电池以及车辆。
背景技术
氢燃料电池是一种将燃料(氢气)中的化学能直接转化成电能的化学发电装置。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，远远高于内燃机的效率。另外，氢燃料电池用氢气和空气作为原料，没有机械传动部件，不存在有害气体排放，且没有噪音。由此，从能源和生态环境的角度来看，燃料电池将是最有发展前途的发电技术，应用领域广泛。
传统燃料电池组装工艺需要事先将密封垫圈一个一个贴覆到双极板四周的密封槽中，组装效率低，同时，密封垫圈容易错位、垫圈尺寸的波动都会导致密封性不良的问题。另外，该工艺中的密封垫圈只能用于与之配套的双极板，一旦极板的尺寸或密封槽的形态改变，都必须重新设计制作适用的密封件，普适性差。
为克服此不足，专利号CN201910948425.8公开了一种氢燃料电池密封胶线的点胶工艺，可根据极板的需求任意改变点胶轨迹，操作简便，适合批量化生产。经固化后的胶与极板粘接为一体，实现快速叠放组装，提高装堆效率。
但是，氢燃料电池的双极板主要为石墨材质，经浸渍特种树脂加工而成，其表面粗糙度高，表面能较低，属于难粘材料。传统的密封垫圈被专利号CN201910948425.8所述的点胶工艺替代后，新的密封胶与石墨双极板的粘接力很低，电堆在长期使用时此界面会有老化方面的风险。另外，电堆在装堆检测后一旦有拆堆返工需求，则会破坏点胶形成的密封件，需要在双极板上重新点胶，不但浪费胶水，还需要占用设备、人工、时间等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种改善燃料电池双极板表面粗糙度、提高密封效果的燃料电池双极板密封方法、燃料电池以及车辆。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：
一种燃料电池双极板密封方法，所述双极板开设有密封槽，所述密封槽的底部涂覆有底涂剂。
优选的，所述双极板为石墨极板或者复合材料极板。
优选的，所述底涂剂为液态环氧树脂、多异氰酸酯树脂中的一种。
优选的，所述底涂剂的粘度为300～5000cps。
优选的，涂覆所述底涂剂采用喷涂、刷涂、点胶中的一种。
优选的，在所述密封槽的底部涂覆有底涂剂后进行固化形成涂层，所述固化的温度为90-130℃，时间为1-120min。
优选的，所述涂层的厚度为10-30um。
优选的，在所述涂层的表面进行点胶形成密封胶条。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第二种技术方案为：
一种燃料电池，包括若干依据上述的燃料电池双极板密封方法获得的双极板。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第三种技术方案为：
一种车辆，包括上述的燃料电池。
本发明的有益效果在于：通过在双极板点胶密封件前的底涂涂布工艺，旨在解决现有技术中双极板的表面粗糙度高、点胶固化后粘接力低的问题；通过在双极板和密封胶之间形成一层胶层，步骤简便、易于操作且所需的自动化设备精度要求不高，适合大批量生产；涂胶后能明显提高粘接力，且满足后续拆堆返工时拆装不会损坏点胶形成的密封件的要求，降低成本，减少设备、人工、时间等。
附图说明
图1为现有技术中双极板的结构；
图2为依据本发明具体实施方式的一种燃料电池双极板密封方法获得双极板的密封槽内的剖面图；
标号说明：1、密封槽；2、底涂剂；3、密封胶条。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
实施例一
一种燃料电池双极板密封方法，所述双极板开设有密封槽，所述密封槽的底部涂覆有底涂剂。
所述双极板为石墨极板或者复合材料极板。
所述底涂剂为液态环氧树脂。
所述底涂剂的粘度为25℃下为300cps。
涂覆所述底涂剂采用喷涂。
在所述密封槽的底部涂覆有底涂剂后进行固化形成涂层，所述固化的温度为90℃，时间为30min。
所述涂层的厚度为10um。
在所述涂层的表面进行点胶形成密封胶条。
实施例二
一种燃料电池双极板密封方法，所述双极板开设有密封槽，所述密封槽的底部涂覆有底涂剂。
所述双极板为石墨极板或者复合材料极板，所述复合材料极板为石墨材质经浸渍特种树脂加工而成，其表面粗糙度高，表面能较低，属于难粘材料。
所述底涂剂为液态环氧树脂、多异氰酸酯树脂中的一种。
所述底涂剂的粘度为25℃下为5000cps。
涂覆所述底涂剂采用点胶。
在所述密封槽的底部涂覆有底涂剂后进行固化形成涂层，所述固化的温度为130℃，时间为120min。
所述涂层的厚度为30um。
在所述涂层的表面进行点胶形成密封胶条。
实施例三
一种燃料电池双极板密封方法，所述双极板开设有密封槽，所述密封槽的底部涂覆有底涂剂。
所述双极板为石墨极板或者复合材料极板，所述复合材料极板为石墨材质经浸渍特种树脂加工而成，其表面粗糙度高，表面能较低，属于难粘材料。
所述底涂剂为液态环氧树脂、多异氰酸酯树脂中的一种。
所述底涂剂的粘度为25℃下为2650cps。
涂覆所述底涂剂采用喷涂、刷涂、点胶中的一种。
在所述密封槽的底部涂覆有底涂剂后进行固化形成涂层，所述固化的温度为110℃，时间为60min。
所述涂层的厚度为25um。
在所述涂层的表面进行点胶形成密封胶条。
实施例四
一种燃料电池，包括若干依据实施例一至实施例三种任意一项所述的燃料电池双极板密封方法获得的双极板。
实施例五
一种车辆，包括实施例四所述的燃料电池。
综上所述，实施例一至实施例三种的“在所述涂层的表面进行点胶形成密封胶条”中的点胶过程可以采用专利号CN201910948425.8公开的点胶工艺进行点胶。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃料电池双极板密封方法，其特征在于，所述双极板开设有密封槽，所述密封槽的底部涂覆有底涂剂。
2.根据权利要求1所述的燃料电池双极板密封方法，其特征在于，所述双极板为石墨极板或者复合材料极板。
3.根据权利要求1所述的燃料电池双极板密封方法，其特征在于，所述底涂剂为液态环氧树脂、多异氰酸酯树脂中的一种。
4.根据权利要求1所述的燃料电池双极板密封方法，其特征在于，所述底涂剂的粘度为300～5000cps。
5.根据权利要求1所述的燃料电池双极板密封方法，其特征在于，涂覆所述底涂剂采用喷涂、刷涂、点胶中的一种。
6.根据权利要求1所述的燃料电池双极板密封方法，其特征在于，在所述密封槽的底部涂覆有底涂剂后进行固化形成涂层，所述固化的温度为90-130℃，时间为1-120min。
7.根据权利要求1所述的燃料电池双极板密封方法，其特征在于，所述涂层的厚度为10-30um。
8.根据权利要求7所述的燃料电池双极板密封方法，其特征在于，在所述涂层的表面进行点胶形成密封胶条。
9.一种燃料电池，其特征在于，包括若干依据权利要求1-8任意一项所述的燃料电池双极板密封方法获得的双极板。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的燃料电池。
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