r>[0058]局部燃料電池組件的第一條帶和/或第二條帶可以包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電軌，其用于提供從所述堆的外部至燃料電池堆中的一個(gè)或多個(gè)燃料電池的電氣連接。所述導(dǎo)電軌可以與本文公開(kāi)的任何支撐結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電軌可以在沿所述條帶的長(zhǎng)度的方向延伸。所述多個(gè)導(dǎo)電軌可以每個(gè)具有節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)在一端用于外部連接，并且可以在另一端被連接至燃料電池。不同的導(dǎo)電軌可以被連接到所述燃料電池堆中的不同燃料電池，并且通過(guò)相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)可單獨(dú)尋址。所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以被定位在所述條帶的相同端部，可選地在外部連接器框架上。
[0059]所述第一條帶和第二條帶的局部燃料電池組件可以一起包括下列中的一個(gè)或多個(gè):第一電極；膜、第二電極、陰極氣體擴(kuò)散層(其可以被統(tǒng)稱為四層膜電極組合件)、索引結(jié)構(gòu)(其可包括第一索引結(jié)構(gòu)和第二索引結(jié)構(gòu))、墊片、墊圈、陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層和雙極板。
[0060]所述第一條帶的局部燃料電池組件可以包括下列中的一個(gè)或多個(gè):第一電極；膜、第二電極、陰極氣體擴(kuò)散層(其可以被統(tǒng)稱為四層膜電極組合件)、第一索引結(jié)構(gòu)和第二索引結(jié)構(gòu)。所述第二條帶的局部燃料電池組件可以包括下列中的一個(gè)或多個(gè):墊片、墊圈、陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層和雙極板。
[0061]所述第二條帶可以包括在其一端的集電器板和在其另一端的外部連接器框架。電氣連接到所述集電器板的節(jié)點(diǎn)可以被設(shè)置在所述外部連接器框架上。所述節(jié)點(diǎn)可以用于所述燃料電池堆的外部連接。
[0062]可以參考附圖更好理解本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中:
[0063]圖1a和圖1b示出用于制造燃料電池的工藝；
[0064]圖2示出包括多個(gè)燃料電池的條帶的示意圖；
[0065]圖3示出折疊條帶的示意圖的三個(gè)側(cè)視圖；
[0066]圖4a和圖4b示出條帶和載體的示意圖；
[0067]圖5a和圖5b示出條帶和殼體的示意圖；
[0068]圖6示出燃料電池生產(chǎn)線的一部分的示意圖；
[0069]圖7示出一種組裝燃料電池堆的方法；
[0070]圖8示出另一種組裝燃料電池堆的方法；以及
[0071]圖9示出又一種組裝燃料電池堆的方法。
[0072]圖1a和圖1b示意地示出用于制造燃料電池的工藝100。圖1用于描述如何提供支撐結(jié)構(gòu)，當(dāng)燃料電池的條帶被折疊使得燃料電池形成堆時(shí)，該支撐結(jié)構(gòu)允許從在相同方向?qū)?zhǔn)的燃料電池的條帶構(gòu)造成燃料電池堆。
[0073]圖1被分解為若干占用的框架102、108、112、116、120、124。占用的框架102、108、112、116、120、124示出用于形成燃料電池的連續(xù)操作。占用的框架102、108、112、116、120、124每個(gè)通過(guò)空框架103、109、113、117、121彼此隔開(kāi)。空框架將參考圖2進(jìn)一步詳細(xì)討論。
[0074]在每個(gè)占用框架102、108、112、116、120、124中，燃料電池被示出，使得所述電池在電池的平面中具有左側(cè)邊緣105和右側(cè)邊緣107。為了清楚起見(jiàn)，圖1的各占用框架102、108、112、116、120、124中的等效特征只在首次討論的框架中標(biāo)明。
[0075]在第一框架102中，示出雙極板104。雙極板104可以是按壓板。雙極板104是大致平面的。雙極板104具有毗連于它的每個(gè)角部的焊接點(diǎn)106。兩個(gè)焊接點(diǎn)106被定位在雙極板104的左側(cè)邊緣105上，并且兩個(gè)焊接點(diǎn)106被定位在雙極板104的右側(cè)邊緣107上。焊接點(diǎn)106被配置成使用點(diǎn)焊技術(shù)被焊接到單獨(dú)的支撐結(jié)構(gòu)諸如索引軌。另選地，所述支撐結(jié)構(gòu)可以被配置成夾在“焊接點(diǎn)”上。因此，術(shù)語(yǔ)“焊接點(diǎn)”應(yīng)當(dāng)被廣義解釋為包含被經(jīng)構(gòu)造可分離地或可拆卸地耦接于另外結(jié)構(gòu)的任何部位。“焊接點(diǎn)”也可被稱為“連接點(diǎn)”。
[0076]在第二框架108中，雙極板104已經(jīng)在第一方向被焊接到沿雙極板104的左側(cè)邊緣105的長(zhǎng)度延伸的左側(cè)索引結(jié)構(gòu)110a，以及沿雙極板104的右側(cè)邊緣107的長(zhǎng)度延伸的右側(cè)索引結(jié)構(gòu)110b。第一方向通常平行于雙極板104的側(cè)邊緣105、107以及索引結(jié)構(gòu)110a、I1b的軸線方向。
[0077]左側(cè)和右側(cè)索引結(jié)構(gòu)IlOaUlOb是可以用于將多個(gè)燃料電池耦接在一起的支撐結(jié)構(gòu)的示例。除了支撐能力以外，索引結(jié)構(gòu)可以提供使燃料電池和它們的組件能夠?qū)?zhǔn)的額外益處。左側(cè)索引結(jié)構(gòu)IlOa在雙極板104的左側(cè)邊緣105上的焊接點(diǎn)106可分離地或可釋放地連接到雙極板104。右側(cè)索引結(jié)構(gòu)IlOb在雙極板104的右側(cè)邊緣107上的焊接點(diǎn)106可分離地或可釋放地連接到雙極板104。
[0078]索引結(jié)構(gòu)110a、I1b被配置成在第一方向限定所述多個(gè)燃料電池組件中的一個(gè)的位置。所述索引結(jié)構(gòu)允許制造設(shè)備更容易更可再現(xiàn)地和/或更可靠地跟蹤燃料電池組件的位置，因此，可以保持組件之間的正確間隔。因此，提供索引結(jié)構(gòu)允許通過(guò)減輕與燃料電池堆內(nèi)的各板定位相關(guān)聯(lián)的一些困難來(lái)改進(jìn)自動(dòng)化處理燃料電池板。
[0079]索引結(jié)構(gòu)IlOaUlOb包括多個(gè)缺口或孔，其用于與索引器(未在圖中示出)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。制造設(shè)備可包括電子照相機(jī)及圖像識(shí)別軟件，以便識(shí)別索引結(jié)構(gòu)IlOaUlOb的位置和燃料電池組件諸如雙極板104的相對(duì)位置。此類(lèi)布置可以提供用于制造燃料電池或燃料電池堆的更便宜、更快捷和/或更精確的工藝。
[0080]在圖1所示的示例中，索引結(jié)構(gòu)IlOaUlOb可被用于提供參考支撐結(jié)構(gòu)自動(dòng)化識(shí)別燃料電池組件的位置。因此，索引材料可被用于簡(jiǎn)化燃料電池的構(gòu)造，或改進(jìn)構(gòu)造燃料電池的自動(dòng)化技術(shù)的性能。在改進(jìn)的燃料電池堆形成中使用索引結(jié)構(gòu)將在下面參考圖2來(lái)進(jìn)一步描述。
[0081]索引結(jié)構(gòu)IlOaUlOb可以由與雙極板104的材料類(lèi)型不同的材料形成。例如，索引結(jié)構(gòu)IlOaUlOb可以由軟鋼或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)形成。提供與雙極板104的材料類(lèi)型不同的索引結(jié)構(gòu)IlOaUlOb可以降低用于制造雙極板104的材料的成本。事實(shí)上，額外索引結(jié)構(gòu)IlOaUlOb的添加成本通過(guò)適當(dāng)選擇材料可以是不明顯的。索引結(jié)構(gòu)110a、IlOb可以由比雙極板104的材料成本更低的材料制成，因?yàn)樗梢杂休^少的嚴(yán)格要求諸如電導(dǎo)特性。
[0082]另選地，在一些應(yīng)用中，左側(cè)和右側(cè)索引結(jié)構(gòu)IlOaUlOb彼此是相同的或至少由彼此相同的材料制成可能是方便的，以便進(jìn)一步降低制造的復(fù)雜性。
[0083]在第三框架112中，成型工藝用于圍繞雙極板104的末端應(yīng)用液體注塑(UM)密封件114。成型工藝允許聚合物被應(yīng)用到超出模盤(pán)的模具延伸的金屬基板，同時(shí)避免對(duì)聚合物密封材料的不必要擠壓。
[0084]在第四框架116中，沖切工藝用于形成子墊圈118并且層壓技術(shù)用于將子墊圈118應(yīng)用到雙極板104。
[0085]在第五框架120中，陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層122被放置在雙極板104的表面上的子墊圈118內(nèi)，并用層壓技術(shù)鍵合到位。焊接、鍵合或保持手段諸如粘合劑的使用是可能合適的鍵合方法的示例。
[0086]在最后的第六框架124中，四層燃料電池膜疊層126被應(yīng)用并鍵合在陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層和子墊圈上面。四層電池膜126包括下列層:第一電極；膜、第二電極；以及陰極氣體擴(kuò)散層。在第六框架124中示出的子組件的布置被稱為燃料電池。此類(lèi)燃料電池可以被定位在其他燃料電池的頂部上以提供燃料電池堆。
[0087]應(yīng)當(dāng)從以下描述理解到在圖1的第六框架124中示出的燃料電池可以由局部燃料電池組件的多于一個(gè)條帶提供。
[0088]圖2示出條帶200，其包括類(lèi)似于在圖1b的最后框架中示出的燃料電池的三個(gè)燃料電池202a、202b、202c。條帶200的三個(gè)視圖被示出:俯視圖201 (類(lèi)似于圖1中的視圖)；延伸側(cè)視圖203 ;以及折疊側(cè)視圖205。
[0089]從俯視圖201可以看到，燃料電池202a、202b、202c全部被可分離地焊接到左側(cè)支撐結(jié)構(gòu)210a和右側(cè)索引結(jié)構(gòu)210b。左側(cè)索引結(jié)構(gòu)210a和右側(cè)索引結(jié)構(gòu)210b類(lèi)似于通過(guò)圖1所示的工藝所應(yīng)用的索引結(jié)構(gòu)。索引結(jié)構(gòu)210a、210b是支撐結(jié)構(gòu)的示例。應(yīng)當(dāng)理解，支撐結(jié)構(gòu)可以被設(shè)置成不包括索引材料。
[0090]條帶200包括一連串的占用框架和空框架。占用框架每個(gè)包括燃料電池202a、202b、202c。燃料電池202a、202b、202c由燃料電池組件構(gòu)成。燃料電池202a、202b、202c在第一方向是隔開(kāi)的。索引結(jié)構(gòu)210a、210b在第一方向延伸并連接多個(gè)燃料電池202a、202b、202c。多個(gè)燃料電池202a、202b、202c包括當(dāng)燃料電池202a、202b、202c的條帶被平放時(shí)在相同方向面對(duì)的第一表面。
[0091]空框架204a、204b不包括燃料電池202a、202b、202c，但可以被認(rèn)為包括索引結(jié)構(gòu)210a、210b，因?yàn)樗饕Y(jié)構(gòu)在第一方向毗連于燃料電池202a、202b、202c并且毗連于構(gòu)成空框架204a、204b的空隙延伸。在占用框架中的索引結(jié)構(gòu)210a、210b的長(zhǎng)度類(lèi)似于在空框架204a,204b中的索引結(jié)構(gòu)210a,210b的長(zhǎng)度。
[0092]在延伸側(cè)視圖203中，可以看到燃料電池202a、202b、202c中的每個(gè)的陽(yáng)極側(cè)和燃料電池202a、202b、202c中的每個(gè)的陰極側(cè)在燃料電池202a、202b、202c的相應(yīng)第一表面206和第二表面208上。燃料電池的這種布置不同于圖1所示的示例，在該圖的示例中，陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層和陰極氣體擴(kuò)散層均被設(shè)置在雙極板的單側(cè)上。應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的工藝和組件的條帶可以被實(shí)施，無(wú)關(guān)于每個(gè)單獨(dú)的燃料電池是如何構(gòu)造的。
[0093]如在俯視圖201和延伸側(cè)視圖203看到，折線212被疊加在條帶200上。折線212被定位在占用框架和空框架的交點(diǎn)；折線212表示在毗連的燃料電池202a、202b、202c與空框架204a、204b之間的橫向折疊區(qū)。索引結(jié)構(gòu)210a、210b包括在毗連的