阅读说明：本技术 一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构 (Auxiliary structure for adhesive connection of flow field region of fuel cell metal bipolar plate ) 是由 姜天豪 王鹏 毕飞飞 杜祥永 彭林法 蓝树槐 于 2020-04-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构,阳极极板向阴极极板方向形成若干条凸起的正向流道脊部,阴极极板向阳极极板方向形成若干条反向凸起的反向流道脊部,正向流道脊部与反向流道脊部一一对应分布,正向流道脊部与反向流道脊部的接触面形成流道脊部打胶区域,流道脊部打胶区域内施加粘胶。有益效果：可以高效的存储从流道脊部打胶区域溢出的胶体,提高粘接性能；采用了阴阳极流道脊部区域设计凹凸配合结构,形成的细小路径增加了粘胶的流动阻力,防止过多的胶体溢入冷却液腔,影响极板性能；由于阴阳极流道脊部容胶结构的冲压成形导致流道槽底形成凸起区域,对气体流动起到导流作用,可以促进气体传输至催化层。(The invention discloses an auxiliary structure for adhesive connection of a flow field area of a metal bipolar plate of a fuel cell, wherein a plurality of convex forward flow channel ridges are formed in the direction from an anode plate to a cathode plate, a plurality of reverse flow channel ridges which are convex reversely are formed in the direction from the cathode plate to the anode plate, the forward flow channel ridges and the reverse flow channel ridges are distributed in a one-to-one correspondence manner, a flow channel ridge gluing area is formed on the contact surface of the forward flow channel ridges and the reverse flow channel ridges, and an adhesive is applied to the flow channel ridge gluing area. Has the advantages that: the colloid overflowing from the gluing area at the ridge part of the runner can be efficiently stored, and the bonding performance is improved; the concave-convex matching structure is designed in the ridge area of the cathode and anode flow channel, so that the flow resistance of the viscose is increased by a formed fine path, and the influence on the performance of the polar plate caused by the overflow of excessive colloid into the cooling liquid cavity is prevented; due to the stamping forming of the ridge glue containing structure of the cathode and anode flow channel, a convex area is formed at the bottom of the flow channel, which plays a role in guiding the gas flow and can promote the gas to be transmitted to the catalyst layer.)

一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构

技术领域

本发明涉及金属双极板的技术领域，尤其是一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构，特别涉及其机械连接结构。

背景技术

燃料电池是一种使用氢氧燃料通过电化学结合方式进行发电的装置，其具有高效率、高功率密度、低至零排放等优点，已成为未来可行的发电技术。燃料电池是一个集成了多个部件的系统，其中包括双极板、质子交换膜、催化层等，双极板做为关键零部件之一，起到支撑、集流、水管理等作用，目前主流的双极板包括金属双极板、石墨双极板以及复合双极板。

目前金属双极板的主流成形工艺为使用焊接方式将两片单极板焊接在一起形成双极板，该成形工艺存在一些不可避免的问题，比如焊接热变形问题会影响极板平整度，较小的焊接区域会导致虚焊或焊穿现象从而导致极板功能失效。

由于焊接区域较窄，当极板的定位或激光焊接头的位置出现错位时会出现焊接位置在流道壁面上，并没有在焊接区域进行有效的焊接，从而导致极板功能失效。因此开发一种新的成形工艺替代焊接工艺来提高产品的成形效率以及产品质量是十分有必要的。

本发明提出了一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构。粘接工艺使用粘胶来对两片单极板进行粘合而成，该方法不会对极板表面造成损伤，可以实现极板高质量的成形。该工艺对粘胶的要求较高，粘胶要有较好的粘接性能，同时还要有好的导电性能来保证金属极板低的接触电阻，而施胶量的匹配也是粘接工艺中比较重要的一环，胶量太多会导致胶体溢入冷却液腔，胶量太少会影响粘接强度，因此胶量的匹配十分关键。因此本发明提出了多种可以存储多余溢胶，防止粘胶溢入冷却液腔造的流场区辅助结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构，阴阳极板流道脊顶区域设计容胶槽结构储存多余胶体，防止胶体溢入冷却液腔，同时可以增加极板的粘接性能；阴阳极流道脊部设计凹凸配合结构，形成细小的流动路径从而增加溢胶的流动路径，使胶体保存在流道脊部区域，凹凸结构的设计同时也可以增加阴阳极流道的粘接面积，可以进一步提高粘接效果。本技术方案克服了现有技术中存在的缺点和不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构，包括阳极极板和阴极极板，阳极极板向阴极极板方向形成若干条凸起的正向流道脊部，阴极极板向阳极极板方向形成若干条反向凸起的反向流道脊部，正向流道脊部与反向流道脊部一一对应分布，正向流道脊部与反向流道脊部的接触面形成流道脊部打胶区域，每条凸起的正向流道脊部内形成阳极氢气流道，每条反向流道脊部内形成阴极氢气流道，相邻的正向流道脊部外壁和相邻的反向流道脊部外壁一起围合形成冷却液腔，流道脊部打胶区域内施加粘胶。

本发明公开了一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构，综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明采用了阴阳极流道脊部区域设计容胶槽结构，可以高效的存储从流道脊部打胶区域溢出的胶体，提高粘接性能；

本发明采用了阴阳极流道脊部区域设计凹凸配合结构，形成的细小路径增加了粘胶的流动阻力，防止过多的胶体溢入冷却液腔，影响极板性能；

本发明中由于阴阳极流道脊部容胶结构的冲压成形导致流道槽底形成凸起区域，对气体流动起到导流作用，可以促进气体传输至催化层。

附图说明

图1为本发明第一实施例结构示意图。

图2为本发明第二实施例结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

本发明公开了一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构，如图1中所示，为本发明第一实施例，其区别于现有技术在于：包括阳极极板1和阴极极板2，阳极极板1向阴极极板2方向形成若干条凸起的正向流道脊部3，阴极极板2向阳极极板1方向形成若干条反向凸起的反向流道脊部4，正向流道脊部3与反向流道脊部4一一对应分布，正向流道脊部3与反向流道脊部4的接触面形成流道脊部打胶区域5，每条凸起的正向流道脊部3内形成阳极氢气流道6，每条反向流道脊部4内形成阴极氢气流道7，相邻的正向流道脊部3外壁和相邻的反向流道脊部4外壁一起围合形成冷却液腔8，流道脊部打胶区域5内施加粘胶。所述正向流道脊部3在流道脊部打胶区域5处形成向内凹陷的阳极容胶槽9，所述反向流道脊部4在流道脊部打胶区域5处形成向内凹陷的阴极容胶槽10，阳极容胶槽9与阴极容胶槽10构成一个完整的容胶腔，所述流道脊部打胶区域5内至少形成2个容胶腔。所述阳极容胶槽9和阴极容胶槽10为方形、梯形、半椭圆形、半圆形、三角形。

在具体实施时，将阴极极板固定放置在打胶工装上，向阴极极板流道打胶区域施加粘胶，将阳极极板与阴极极板进行精确定位并将阳极极板放置在阴极极板上，之后施加一定压力并使用外部加热方式进行辅助粘合固化，在阴极极板与阳极极板挤压过程中，胶体会以第一实施例溢胶路线13向外溢出，溢胶最终流入阳极容胶槽结构以及阴极容胶槽结构，防止了胶体溢入冷却液腔，从而保证极板使用性能。

本发明公开了一种用于燃料电池金属双极板流场区胶粘连接的辅助结构，如图2中所示，为本发明第一实施例，其区别于现有技术在于：包括阳极极板1和阴极极板2，阳极极板1向阴极极板2方向形成若干条凸起的正向流道脊部3，阴极极板2向阳极极板1方向形成若干条反向凸起的反向流道脊部4，正向流道脊部3与反向流道脊部4一一对应分布，正向流道脊部3与反向流道脊部4的接触面形成流道脊部打胶区域5，每条凸起的正向流道脊部3内形成阳极氢气流道6，每条反向流道脊部4内形成阴极氢气流道7，相邻的正向流道脊部3外壁和相邻的反向流道脊部4外壁一起围合形成冷却液腔8，流道脊部打胶区域5内施加粘胶。所述正向流道脊部3在流道脊部打胶区域5处形成向外凸起的阳极凸起部11，所述反向流道脊部4在流道脊部打胶区域5处形成与阳极凸起部11配合的阴极凹槽12，阴极凹槽12位于反向流道脊部4的中部区域，所述正向流道脊部3处至少形成一个阳极凸起部11。所述阳极凸起部11为方形、梯形、半椭圆形、半圆形、三角形，阴极凹槽12形成与阳极凸起部11配合的槽体形状。

在具体实施时，将阴极极板固定放置在打胶工装上，向阴极极板流道脊部打胶区域施加粘胶，将阳极极板与阴极极板进行精确定位并将阳极极板放置在阴极极板上，之后施加一定压力并使用外部加热方式进行辅助粘合固化，在阴极极板与阳极极板挤压过程中，阴极凹槽结构与阳极凸起结构相互配合形成细小的路径，胶体以第二实施例溢胶路线14向外溢出，由于胶体在该路径中的流动阻力较大，因此胶体会大量留存在阴阳极流道脊部区域，不会溢入冷却液腔，从而保证了极板的使用性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。