燃料電池組件的制作方法
【專利說(shuō)明】燃料電池組件
[0001]本發(fā)明涉及燃料電池的領(lǐng)域，并且尤其是涉及燃料電池組件和組裝燃料電池堆的方法。
[0002]用于燃料電池的電極或隔板(即，以陽(yáng)極或陰極板的形式)需要滿足嚴(yán)格的要求以避免或除去任何污染，并且在該板可被組裝到燃料電池堆之前通常需要施加一系列不同的處理步驟?？尚枰鞣N類型的涂覆和其他表面處理。鑒于燃料電池部件的批量生產(chǎn)需要大量的此類板進(jìn)行快速連續(xù)的處理，所以需要一種能夠精確、經(jīng)濟(jì)和可再現(xiàn)地制備和組裝燃料電池的解決方案。
[0003]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種燃料電池組件的條帶，所述條帶包括:
[0004]在第一方向隔開的多個(gè)燃料電池組件，所述多個(gè)燃料電池組件包括第一表面；
[0005]連接到所述多個(gè)燃料電池組件的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)包括在毗連的燃料電池組件之間的兩個(gè)橫向折疊區(qū)，使得所述支撐結(jié)構(gòu)是可折疊的，以便當(dāng)折疊所述支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，使所述多個(gè)燃料電池組件的第一表面在相同方向面對(duì)。
[0006]其中所述支撐結(jié)構(gòu)可釋放地或可分離地連接到所述多個(gè)燃料電池組件。
[0007]所述多個(gè)燃料電池組件中的每個(gè)可以被認(rèn)為包括公共的第一表面。所述多個(gè)燃料電池組件的第一表面可以在所述條帶的第一表面上。
[0008]所述支撐結(jié)構(gòu)在毗連的燃料電池組件之間的兩個(gè)橫向折疊區(qū)可以確保當(dāng)被折疊時(shí)，所述多個(gè)毗連燃料電池組件的第一表面在相同方向面對(duì)。
[0009]提供當(dāng)折疊時(shí)使所有電池能夠在相同方向面對(duì)的支撐結(jié)構(gòu)提供一種簡(jiǎn)化制造燃料電池的方法?？杀苊舛褍?nèi)的各個(gè)燃料電池組件的單獨(dú)定位。
[0010]燃料電池組件可以包括氣體擴(kuò)散層或膜電極組合件中的一個(gè)或多個(gè)。
[0011]提供可釋放或可分離的支撐結(jié)構(gòu)允許一種更有效的制造方法，因?yàn)樵撝谓Y(jié)構(gòu)可使用更便宜的犧牲材料來(lái)生產(chǎn)，并且無(wú)需由與燃料電池的材料相同的材料制成。
[0012]燃料電池組件可以是大致平面的。
[0013]所述多個(gè)燃料電池組件可以包括多個(gè)燃料電池組合件和多個(gè)間隔組件。間隔組件可以被設(shè)置在毗連的燃料電池組件之間。另選地，所述多個(gè)燃料電池組件可以包括多個(gè)燃料電池組合件和多個(gè)空隙?？障犊梢员辉O(shè)置在毗連的燃料電池組件之間。所述間隔組件、空隙和燃料電池組合件在第一方向可以是類似的長(zhǎng)度。
[0014]所述多個(gè)燃料電池組件可以包括多個(gè)燃料電池組合件。所述支撐結(jié)構(gòu)可以包括在毗連的燃料電池組合件之間的兩個(gè)橫向折疊區(qū)。
[0015]所述多個(gè)燃料電池組件每個(gè)可以包括與第一表面相對(duì)的第二表面。所述支撐結(jié)構(gòu)可以是可折疊的，使得當(dāng)條帶被折疊時(shí)，燃料電池組件的第一表面面向毗連的燃料電池組件的第二表面。
[0016]所述支撐結(jié)構(gòu)可以被連接到所述多個(gè)燃料電池組件的兩側(cè)。另選地，所述支撐結(jié)構(gòu)可以被連接到所述多個(gè)燃料電池組件的僅一側(cè)。
[0017]所述支撐結(jié)構(gòu)可以包括至該支撐結(jié)構(gòu)所連接的燃料電池組件的電氣連接。所述支撐結(jié)構(gòu)可以包括索引結(jié)構(gòu)。
[0018]所述多個(gè)燃料電池組件可以包括:按順序在第一方向延伸的第一端板、多個(gè)燃料電池組合件和第二端板。
[0019]所述第一端板的第一表面可以是燃料電池堆的外表面。所述第二端板的第一表面可以是燃料電池堆的內(nèi)表面。所述第一端板的第二表面可以是燃料電池堆的內(nèi)表面。所述第二端板的第二表面可以是燃料電池堆的外表面。
[0020]所述支撐結(jié)構(gòu)可以只包括在所述第一端板與所述多個(gè)燃料電池組合件之間的一個(gè)折疊區(qū)。所述支撐結(jié)構(gòu)可以只包括在所述第二端板與所述多個(gè)燃料電池組合件之間的一個(gè)折疊區(qū)。
[0021]可以提供被配置成形成燃料電池組件的條帶的裝置。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種組裝燃料電池堆的方法，所述方法包括:
[0023]折疊根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料電池組件的條帶，以便將多個(gè)燃料電池組件定位在構(gòu)建位置以便形成燃料電池堆。
[0024]所述方法還可以包括在所述構(gòu)建位置從所述多個(gè)燃料電池組件移除支撐結(jié)構(gòu)的至少一部分。在所述構(gòu)建位置從所述多個(gè)燃料電池組件移除所述支撐結(jié)構(gòu)的至少一部分可以包括留下所述支撐結(jié)構(gòu)的一部分，其包括連接到所述多個(gè)燃料電池組件的電氣連接。
[0025]還公開另一種燃料電池組件的條帶。所述燃料電池組件的條帶包括:
[0026]在第一方向隔開的多個(gè)燃料電池組件，所述多個(gè)燃料電池組件包括第一表面；
[0027]連接到所述多個(gè)燃料電池組件的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)包括在毗連的燃料電池組件之間的兩個(gè)橫向折疊區(qū)，使得所述支撐結(jié)構(gòu)是可折疊的，以便當(dāng)折疊所述支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，使所述多個(gè)燃料電池組件的第一表面在相同方向面對(duì)。
[0028]還公開另一種燃料電池組件的條帶。所述燃料電池組件的條帶包括:
[0029]在第一方向隔開的多個(gè)燃料電池組件；
[0030]連接到所述多個(gè)燃料電池組件的索引結(jié)構(gòu)，所述索引結(jié)構(gòu)被配置成限定所述多個(gè)燃料電池組件中的一個(gè)在第一方向的位置；
[0031]其中所述索引結(jié)構(gòu)包括與所述多個(gè)燃料電池組件不同的材料。
[0032]所述索引結(jié)構(gòu)能夠在燃料電池堆內(nèi)更容易、更可再現(xiàn)或更可靠地將燃料電池組件定位在構(gòu)建位置。提供所述索引結(jié)構(gòu)還允許保持在載體上的燃料電池子組件至燃料電池板的傳送更容易、更可再現(xiàn)或更可靠地進(jìn)行。提供不同材料的索引結(jié)構(gòu)允許更便宜地生產(chǎn)燃料電池堆，因?yàn)樗鏊饕牧喜槐赜膳c燃料電池板相同的一般是昂貴的材料制成。
[0033]所述索引結(jié)構(gòu)可以可釋放地或可分離地連接到所述多個(gè)燃料電池組件。所述索引結(jié)構(gòu)的可釋放地或可分離地連接可以幫助向所述燃料電池板提供不同材料的索引結(jié)構(gòu)。
[0034]所述多個(gè)燃料電池組件可以包括多個(gè)燃料電池組合件。燃料電池組合件可以包括燃料電池板。所述多個(gè)燃料電池組件可以包括:按順序在第一方向延伸的第一端板、多個(gè)燃料電池組合件和第二端板。在所述索引材料上提供端板還可以使燃料電池堆的組裝過(guò)程變得容易。
[0035]所述索引結(jié)構(gòu)可以包括多個(gè)缺口或孔，其用于與索引器接合，以便限定所述多個(gè)燃料電池組件中的一個(gè)的位置。
[0036]所述索引結(jié)構(gòu)可以通過(guò)至少一個(gè)點(diǎn)焊被連接到所述多個(gè)燃料電池組件。
[0037]所述索引結(jié)構(gòu)可以包括在毗連的燃料電池組件之間的橫向折疊區(qū)。
[0038]所述索引結(jié)構(gòu)可包括彼此絕緣的多個(gè)導(dǎo)電軌。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，有一種包括如上述所限定的燃料電池組件的折疊條帶的燃料電池堆。
[0040]還公開了一種組裝燃料電池堆的方法，所述方法包括:
[0041]對(duì)根據(jù)附隨權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料電池組件的條帶建立索引，以便將燃料電池組件定位在構(gòu)建位置。
[0042]所述方法還可以包括在所述構(gòu)建位置從所述燃料電池組件移除所述索引結(jié)構(gòu)。
[0043]所述索引結(jié)構(gòu)可以包括在毗連的燃料電池組件之間的橫向折疊區(qū)。所述方法還可以包括在所述橫向折疊區(qū)折疊所述索引結(jié)構(gòu)，以便將多個(gè)燃料電池組件定位在所述構(gòu)建位置。
[0044]還公開了一種組裝燃料電池堆的方法，所述方法包括:
[0045]將局部燃料電池組件的第一條帶定位在局部燃料電池組件的第二條帶上面；以及
[0046]將所述局部燃料電池組件的第一條帶和第二條帶扇疊在一起，以便組裝燃料電池堆。
[0047]此類方法提供了組裝燃料電池堆的簡(jiǎn)單和方便的方式，因?yàn)榭梢员苊庠谒龆褍?nèi)單獨(dú)定位各個(gè)燃料電池組件。
[0048]將所述局部燃料電池組件的第一條帶和第二條帶扇疊在一起可以包括將位于所述第一條帶的第一區(qū)域中的局部燃料電池組件定位成毗連于位于所述第二條帶的對(duì)應(yīng)區(qū)域中的局部燃料電池組件，以便限定完整的燃料電池。因此，各個(gè)燃料電池可以可靠地和一致地在燃料電池堆內(nèi)構(gòu)造。
[0049]局部燃料電池組件的一個(gè)條帶或兩個(gè)條帶可以包括支撐結(jié)構(gòu)。此類支撐結(jié)構(gòu)可以在毗連的局部燃料電池組件之間具有兩個(gè)橫向折疊區(qū)。間隔元件可以被定位在位于毗連的局部燃料電池組件之間的兩個(gè)橫向折疊區(qū)之間。將所述局部燃料電池組件的第一條帶和第二條帶扇疊在一起的步驟可以包括促使所述第一條帶和第二條帶的局部燃料電池組件通過(guò)所述間隔元件彼此接觸。提供此類間隔元件可以提供簡(jiǎn)化的組裝方法，因?yàn)楫?dāng)所述條帶被折疊時(shí)，所述第一條帶中的局部燃料電池組件可以在兩側(cè)上毗連于所述第二條帶中的局部燃料電池組件，并且反之亦然。
[0050]還公開了一種燃料電池堆，所述燃料電池堆包括:
[0051]局部燃料電池組件的第一條帶；以及
[0052]局部燃料電池組件的第二條帶；
[0053]其中所述局部燃料電池組件的第一條帶和第二條帶在扇疊取向?qū)⒁粋€(gè)定位在另一個(gè)上面，以便限定所述燃料電池堆。
[0054]位于所述第一條帶的第一區(qū)域中的局部燃料電池組件可以被定位成毗連于位于所述第二條帶的對(duì)應(yīng)區(qū)域中的局部燃料電池組件，以便限定完整的燃料電池。
[0055]局部燃料電池組件的第一條帶可以包括連接到所述局部燃料電池組件的支撐結(jié)構(gòu)。另外或另選地，局部燃料電池組件的第二條帶可以包括連接到所述局部燃料電池組件的支撐結(jié)構(gòu)。
[0056]所述支撐結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或兩個(gè)全部可以包括在毗連的局部燃料電池組件之間的兩個(gè)橫向折疊區(qū)。間隔元件可以被定位在位于毗連的局部燃料電池組件之間的兩個(gè)橫向折疊區(qū)之間。間隔元件可以具有開口，所述開口被配置成允許組件通過(guò)所述條帶的厚度彼此接觸。因此，組件在所述條帶上的簡(jiǎn)化布置可以被用作間隔元件，所述間隔元件可確保在被折疊時(shí)，所述第一條帶中的局部燃料電池組件在兩側(cè)上毗連于所述第二條帶中的局部燃料電池組件，并且反之亦然。
[0057]例如，所述第一條帶中的局部燃料電池組件的一側(cè)可以直接毗連于第二條帶，并且第一條帶中的局部燃料電池組件的另一側(cè)可以通過(guò)所述間隔元件中的開口被暴露給第二條帶。