一流體172的壓力比第二流體182高。第一密封171和第二密封181可以具有大致矩形的橫截面。第二密封181的厚度可以大于第一密封171。第一密封171可以配置成當(dāng)?shù)谝幻芊?71移位時(shí)，將第一流體172泄漏到中壓區(qū)180中。在這樣的實(shí)施例中，電化學(xué)電池100可以被配置成在第二密封181移位之前，關(guān)閉，從而降低第二流體182從中壓區(qū)180中泄露的可能性。
[0091]電化學(xué)電池100內(nèi)的第一密封171和第二密封181可以被配置成保持不動(dòng)，從而防止當(dāng)施加到雙極板150、160的打開力大于雙極板內(nèi)150、160的打開力時(shí)，第一流體172和第二流體182泄漏。當(dāng)施加到雙極板150、160的閉合力接近雙極板內(nèi)150、160的打開力時(shí)，第一密封171可以被配置成在第二密封181移位之前，移位，從而導(dǎo)致第一流體172通過第一密封171泄露到中壓區(qū)180中。通過第一密封171泄漏的第一流體172可以與第二流體182組合并且被再循環(huán)。
[0092]在其它實(shí)施例中，類似于上述的級(jí)聯(lián)密封配置可以與兩件式雙極板一起使用。例如，根據(jù)一些實(shí)施例，雙極板150和160每個(gè)均可以由兩件組成。出于各種原因，兩件式雙極板可以是有利的。例如，降低制造成本、制造靈活性、降低材料成本、增加可服務(wù)性、和改善材料選擇能力(例如，導(dǎo)電性和耐腐蝕性)。在其它實(shí)施例中，雙極板150和160可以從多個(gè)件中得到確認(rèn)。
[0093]如下文進(jìn)一步描述的，雙極板的兩件之間的級(jí)聯(lián)密封配置可以被配置成用于捕捉、回收，或再生在兩件之間泄漏的流體(例如，氫氣)。否則，從電化學(xué)電池或堆中泄漏的流體會(huì)產(chǎn)生潛在的安全問題。另外，如果流體不能放出，則一定體積的流體會(huì)在雙極板的兩件之間積聚。所捕獲的高壓流體可以導(dǎo)致?lián)p壞雙極板并且可能引起進(jìn)一步的泄漏。
[0094]圖8示出了包括兩件式雙極板800的雙極板150和160的實(shí)施例，該兩件式雙極板800包括第一部件801和第二部件802，被配置成用于級(jí)聯(lián)密封配置。第一部件801可以形成與流動(dòng)結(jié)構(gòu)805流體連通的空隙803。
[0095]如圖1所示，電化學(xué)電池100在MEA140的每側(cè)上還可以包括電化學(xué)電池100內(nèi)的導(dǎo)電氣體擴(kuò)散層(GDL)(未示出)。GDL可以作為擴(kuò)散介質(zhì)，從而使能夠輸送電池內(nèi)的氣體和液體，在雙極板150和160和PEM130之間提供電傳導(dǎo)，有助于從電池中除去熱量和工藝水，并且在某些情況下，向PEM140提供機(jī)械支撐。另外，雙極板150和160中的被稱為流場(chǎng)的渠道(未示出)可以被配置成向MEA140的陽(yáng)極110和陰極120供應(yīng)氣體。PEM130的每一側(cè)上的反應(yīng)氣體可以流過流場(chǎng)和通過多孔GDL擴(kuò)散。該流場(chǎng)和GDL可以被連續(xù)地定位并且通過內(nèi)部流體流耦合。因此，流場(chǎng)和GDL可以共同形成流動(dòng)結(jié)構(gòu)805。
[0096]第一部件801和第二部件802通?？梢允瞧教沟牟⑶揖哂写笾戮匦蔚妮喞?。在其它實(shí)施例中，部件801和802可以具有形狀如方形、“跑道”(即，具有半橢圓形后側(cè)的大體上的矩形)、圓形、卵形、橢圓形、或其它形狀的輪廓。第一部件801和第二部件802的形狀可以與電化學(xué)電池100或電化學(xué)堆的其它部件(例如，陰極、陽(yáng)極、PEM、流動(dòng)結(jié)構(gòu)等)相對(duì)應(yīng)。
[0097]第一部件801和第二部件802每個(gè)可以由一種或多種材料形成。第一部件801和第二部件802可以由相同的材料或不同的材料形成。部件801和802可以由金屬(諸如，不銹鋼、鈦、招、鎳、鐵等)，或金屬合金(諸如，鎳絡(luò)合金、鎳錫合金)，或其組合形成。
[0098]第一部件801和第二部件802在一個(gè)或多個(gè)區(qū)上可以包括覆層材料，例如，具有不銹鋼的鋁覆層。覆層可以提供兩種金屬的優(yōu)點(diǎn)，例如，在雙極板由不銹鋼包覆的鋁制造的情況下，在電池操作期間，不銹鋼保護(hù)鋁芯不受腐蝕，同時(shí)提供了鋁優(yōu)異的材料性能，諸如，高強(qiáng)度重量比、高導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率等。在其它實(shí)施例中，第一部件801可以包括陽(yáng)極化的、密封的、并涂有底漆的鋁。
[0099]在一些實(shí)施例中，第一部件801可以由復(fù)合材料(諸如，碳纖維、石墨、玻璃增強(qiáng)聚合物、熱塑性復(fù)合材料)形成。在一些實(shí)施例中，第一部件801可以由金屬形成，其被涂覆以防止腐蝕和電傳導(dǎo)。
[0100]根據(jù)各種實(shí)施例，第一部件801通?？梢允欠菍?dǎo)電的，從而降低電化學(xué)電池之間短路的可能性。第二部件802可以由一種或多種材料形成，該材料在電池操作期間提供導(dǎo)電性以及耐腐蝕性。例如，第二部件802可以被配置成在活性電池部件(例如，流動(dòng)結(jié)構(gòu)、MEA等)所在的區(qū)中是導(dǎo)電的。
[0101]第一部件801和第二部件802可以被配置成用于共面耦合。第一部件801和第二部件802可以可釋放地耦合或固定耦合?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)附接機(jī)構(gòu)，包括例如粘合材料、焊接、硬釬焊、軟釬焊、擴(kuò)散粘合、超聲波焊接、激光焊接、沖壓、鉚接、電阻焊接、或燒結(jié)。在一些實(shí)施例中，粘合材料可以包括粘合劑。合適的粘合劑包括例如膠水、環(huán)氧樹脂、氰基丙烯酸酯、熱塑性片材(包括熱粘合熱塑性片材)氨基甲酸酯、厭氧、UV-固化、和其它聚合物。在一些實(shí)施例中，第一部件801和第二部件802可以通過摩擦配合耦合。例如，當(dāng)被壓縮時(shí)，部件之間的一個(gè)或多個(gè)密封可以在部件之間產(chǎn)生足夠的摩擦力以防止無(wú)意滑動(dòng)。
[0102]在其它實(shí)施例中，第一部件801和第二部件802可以使用緊固件(例如，螺釘、螺栓、夾子、或其它類似機(jī)構(gòu))可拆卸地耦合。在其它實(shí)施例中，當(dāng)電化學(xué)電池100或多個(gè)電化學(xué)電池100被壓縮在堆中時(shí)，壓桿和螺母可以穿過雙極板800或沿著外部并且用于將第一部件801和第二部件802壓縮在一起。
[0103]耦合后的第一部件801和第二部件802可以形成多個(gè)不同壓力區(qū)并且多個(gè)密封可以限定一個(gè)或多個(gè)不同的壓力區(qū)。圖8示出了多個(gè)不同的密封和壓力區(qū)。如圖8所示，多個(gè)密封可以包括第一密封871、第二密封881、和第三密封891。第一密封871可以完全容納在第二密封881內(nèi)并且第二密封881可以完全容納在第三密封891內(nèi)。如圖8所示，第一密封871、第二密封881、和第三密封891的形狀通?？梢耘c雙極板的800形狀相對(duì)應(yīng)。
[0104]第一密封871、第二密封881、和第三密封891可以是襯墊、O形圈或者其它密封部件。第一密封871、第二密封881、和第三密封891可以由彈性體或聚合物密封材料(例如，娃樹脂、EPDM (乙稀-丙稀-二稀-單體橡膠)、含氟彈性體、丁腈橡膠(Buna-N)、PTFE (聚四氟乙烯)、聚砜、聚醚酰亞胺、聚苯硫醚、PEEK (聚醚醚酮)、聚酰亞胺、PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN (聚萘二甲酸乙二醇酯)、HDPE (高密度聚乙烯)、聚氨酯、氯丁橡膠、乙縮醛、尼龍、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、NBR (丙烯腈-丁二烯橡膠)等等)制成。每個(gè)密封的材料可以不同于其它密封的材料，對(duì)于密封中的僅兩個(gè)密封，材料可以相同，或?qū)τ谒忻芊猓牧峡梢韵嗤?br>[0105]在一些實(shí)施例中，第一密封871、第二密封881、和第三密封891可以是刀口密封或膠粘密封。例如，第二部件802在第一密封871的位置中可以包括突出物或“牙齒”狀突起，該突出物或“牙齒”狀突起被配置成塑性變形第一密封871。在又一示例中，膠粘密封可以通過連續(xù)的無(wú)空隙和間隙涂敷粘合劑形成。在其它實(shí)施例中，第一密封171，第二密封181、和第三密封191可以由平坦的襯墊材料形成，其可以切成被配置成維持級(jí)聯(lián)配置的擴(kuò)大圖案。在另一實(shí)施例中，薄塑料片材能夠放置在第一部件801和第二部件802之間，在電化學(xué)電池或堆的壓縮負(fù)荷下形成襯墊密封。
[0106]第一密封871可以限定高壓區(qū)870的一部分并且被配置成容納高壓區(qū)870內(nèi)的第一流體872 (例如，氫氣)。第一密封871可以劃定至少部件801和802之間的高壓區(qū)870的外邊界。高壓區(qū)870可以包括流動(dòng)結(jié)構(gòu)805，該流動(dòng)結(jié)構(gòu)805當(dāng)?shù)谝徊考?01和第二部件802耦合時(shí)，延伸通過空隙803。在整個(gè)高壓區(qū)870中，第一流體872可以通過流動(dòng)結(jié)構(gòu)805從陰極130流出。
[0107]在陰極130處形成的氫氣可以收集在高壓區(qū)870中并且第一部件801和第二部件802之間的連接可以由第一密封871密封。高壓區(qū)870內(nèi)的氫可以被壓縮，并且因此隨著越來(lái)越多的氫在高壓區(qū)870中形成，壓力就增加。高壓區(qū)870中的氫可以壓縮至壓力大于15,000 psi。高壓區(qū)870內(nèi)的壓力可以對(duì)第一部件801和第二部件802施加分離力。
[0108]如圖8所示，第一密封871可以被配置成在公共通道804的外部周圍延伸。公共通道804可以被配置成從高壓區(qū)870供應(yīng)或排出第一流體872。公共通道804可以與多電池電化學(xué)壓縮機(jī)中的相鄰電化學(xué)電池的公共通道流體連通。
[0109]第二密封881可以限定中壓區(qū)880的外圓周。中壓區(qū)880可以包括中壓體883，該中壓體883由第一密封871、第二密封881、第一部件801和第二部件802劃定。中壓區(qū)880可以被配置成容納第二流體882。中壓區(qū)880還可以包括一個(gè)或多個(gè)中壓口 884。
[0110]中壓體883可以被配置成收集和引導(dǎo)第二流體882到中壓口 884。如圖8所示，中壓體883可以在由第一密封871分離的高壓區(qū)870的圓周周圍延伸。中壓體883的橫截面積和體積可以基于第一部件801、第二部件802、第一密封871和第二密封881的幾何形狀變化。
[0111]在其它實(shí)施例中，中壓體883可以被分離成多個(gè)中壓體883，例如，2、3、4或多個(gè)中壓體883。多個(gè)中壓體883可以被多個(gè)密封裝置分離。如圖8所示，中壓體883可以被分離成兩個(gè)中壓體883。例如，如圖8所示，第一密封871可以延伸穿過中壓體883到第二密封881。第一密封881在公共通道804周圍延伸的部分可以與將中壓體883分離成兩個(gè)中壓體883的第二密封882連接。
[0112]如圖8所示，一個(gè)或多個(gè)中壓體883每個(gè)可以與一個(gè)或多個(gè)中壓口 884流體連通。中壓口 884可以被配置成排出容納在中壓體883內(nèi)的第二流體882。中壓口 884的形狀可以變化。例如，中壓口 884可以是正方形、矩形、三角形、多邊形、圓形、橢圓形、或其它形狀。每中壓體883的中壓口 884的數(shù)量可以從I變化到約25或更多。中壓口 884的橫截面積可以變化。例如，圓形中壓口 884的直徑范圍可以為從小于約0.1英寸到約I英寸或更大。如圖8所示，中壓口 884可以均勻地間隔排列在第一密封871和第二密封881之間并且沿著雙極板800的長(zhǎng)度方向均勻分布。在其它實(shí)施例中，中壓口 884可以延伸通過中壓區(qū)880的整個(gè)圓周。
[0113]經(jīng)由中壓口 884排出的第二流體882可以被重新供應(yīng)到電化學(xué)電池100。例如，第二流體882可以返回到中壓區(qū)180。在其它實(shí)施例中，經(jīng)由中壓口 884排出的第二流體882可以被收集和再循環(huán)。中壓區(qū)880中的第二流體882的壓力通?？梢员雀邏簠^(qū)870中的第一流體872低。
[0114]第三密封891可以限定低壓區(qū)890并且被配置成容納低壓區(qū)890內(nèi)的第三流體892。低壓區(qū)890可以包括低壓體893，該低壓體893由第二密封881、第三密封891、第一部件801和第二部件802劃定。低壓區(qū)890可以被配置成容納第三流體892。低壓區(qū)890還可以包括一個(gè)或多個(gè)低壓口 894。
[0115]低壓體893可以被配置成收集和引導(dǎo)第三流體892到低壓口 894。如圖8所示，低壓體893可以在由第二密封881分離的中壓區(qū)880的圓周周圍延伸。低壓體893的橫截面積和體積可以基于第一部件801、第二部件802、第二密封881、和第三密封891的幾何形狀變化。根據(jù)各種實(shí)施例，中壓體883可以大于或小于低壓體893的體積。
[0116]在其它實(shí)施例中，低壓體893可以被分離成多個(gè)中壓體893，例如2、3、4或更多個(gè)低壓體893。多個(gè)低壓體893可以被多個(gè)密封分離。如圖9所示，低壓體893可以被分離成兩個(gè)低壓體893。例如，一個(gè)或多個(gè)橋密封895可以穿過低壓體883從第二密封881延伸到第三密封891。
[0117]如圖8所示，一個(gè)或多個(gè)低壓體893每個(gè)可以與一個(gè)或多個(gè)低壓口 894流體連通。低壓口 894可以被配置成排出容納在