双极板以及燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种双极板以及燃料电池。


背景技术：

2.双极板、膜电极组件、端板等组成燃料电池，为了满足燃料电池的应用需求，双极板需要具有一定的机械强度，避免双极板、膜电极组件堆叠过程中，双极板出现翘边现象，避免cvp(电池电压采集装置)的安装受到影响，避免电堆出现绝缘失效，同时，如果双极板出现开口现象，也会影响cvp的装配、导致双极板出现短路。
3.现有技术中，可以在双极板的端部设置加强筋，以避免出现翘边，但受到工艺限制，双极板的端部需要外延1mm-2mm，叠堆时，因为双极板中间区域的受力大于边界区域，边界区域可能会出现开口现象(阴极板与阳极板局部分离)。
4.还可以在双极板的边界进行焊接，以避免出现开口，但因为焊接工艺的限制，需要在焊接区域外设置一定长度的预留区域，以避免出现边界焊穿，虽然可以避免出现开口，但双极板的结构强度无法保证，堆叠过程中，会出现翘边现象。
5.换言之，现有技术中，双极板的结构强度过高，则容易出现开口现象，而降低结构强度，又容易出现翘边现象。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种双极板，所述双极板可以满足结构强度要求，并可以避免出现开口以及翘边现象。
7.本技术进一步提出了一种采用上述双极板的燃料电池。
8.根据本技术第一方面实施例的双极板，包括：叠置的第一极板和第二极板，所述第一极板的端部具有朝向所述第二极板弯折并夹设所述第二极板的包边部；和/或所述第二极板的端部具有朝向所述第一极板弯折并夹设所述第一极板的包边部，其中所述第一极板与所述第二极板的极性相反。
9.根据本技术实施例的双极板，通过设置包边结构，可以加强双极板的结构强度，使双极板的机械强度满足需求，在叠堆过程中，可以避免出现翘边现象；还可以改善双极板的受力，避免出现开口现象，避免导致cvp的装配难度上升，便于cvp的装配，同时还可以避免双极板出现短路现象。
10.根据本技术的一些实施例，所述第一极板的长度大于所述第二极板的长度，且所述第一极板与所述第二极板的一端平齐，所述第一极板的另一端朝向所述第二极板的另一端设置所述包边部。
11.在一些实施例中，所述第一极板的长度大于所述第二极板的长度，且所述第一极板的两端均设置所述包边部。
12.进一步地，所述第一极板与所述第二极板的对称轴同轴。
13.根据本技术的一些实施例，所述第一极板的一端具有朝向所述第二极板的一端弯折并夹设所述第二极板的第一包边部，所述第二极板的另一端具有朝向所述第一极板的另一端弯折并夹设所述第一极板的第二包边部。进一步地，所述第一包边部自所述第二极板的一端朝向所述第二极板的另一端延伸，且所述第一包边部的延伸长度为所述第一极板的厚度的3倍-5倍，所述第二包边部自所述第一极板的一端朝向所述第一极板的另一端延伸，且所述第二包边部的延伸长度为所述第二极板的厚度的3倍-5倍。
14.进一步地，所述第一极板、所述第二极板的厚度为0.4mm-0.6mm。
15.进一步地，所述第一包边部的延伸长度为所述第一极板的厚度的3倍-5倍，所述第二包边部的延伸长度为所述第二极板的厚度的3倍-5倍。
16.进一步地，所述第一极板具有相对的第一面和第二面，所述第二极板具有相对的第三面和第四面，所述第一面与所述第三面贴合设置，所述第一包边部与所述第四面贴合设置，所述第二包边部与所述第二面贴合设置。
17.根据本技术第二方面实施例的燃料电池，包括上述实施例中所述的双极板。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是根据本技术的第一实施例的双极板的示意图；
21.图2是根据本技术的第二实施例的双极板的示意图；
22.图3是根据本技术的第三实施例的双极板的示意图。
23.附图标记：
24.双极板100，
25.第一极板10，第一包边部11，第一面12，第二面13，
26.第二极板20，第二包边部21，第三面22，第四面23。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的双极板100以及燃料电池。
29.如图1、图2和图3所示，根据本技术第一方面实施例的双极板100，包括：叠置的第一极板10和第二极板20，第一极板10的端部具有朝向第二极板20弯折并夹设第二极板20的包边部；和/或第二极板20的端部具有朝向第一极板10弯折并夹设第一极板10的包边部，其中第一极板10与第二极板20的极性相反。
30.具体而言，在第一极板10的端部设置夹设第二极板20的包边部和/或第二极板20 的端部设置夹设第一极板10的包边部，以在双极板100的两端或至少一端形成包边结构，通
过包边结构增强双极板100的结构强度，且包边结构在提高双极板100结构强度的同时，无需将双极板100的边界区域外延，对应也可以确保双极板100的受力均匀性，避免双极板100的中间区域受力与边界区域受力分布不均匀，以避免出现开口现象(即避免第一极板10与第二极板20出现分离)。
31.根据本技术实施例的双极板100，通过设置包边结构，可以加强双极板100的结构强度，使双极板100的机械强度满足需求，在叠堆过程中，可以避免出现翘边现象；还可以改善双极板100的受力，避免出现开口现象，避免导致cvp的装配难度上升，便于cvp的装配，同时还可以避免双极板100出现短路现象。
32.可以理解的是，通过包边结构的设置，还可以提高双极板100的美观性，同时包边结构确保了在双极板100具有足够的结构强度，降低出现磕碰后，产生翘边现象的概率，还可以确保相邻双极板100之间的电气间隙。
33.需要指出的是，本技术设置包边结构的可行形式包括至少一下三种，下面以三个具体地实施例进行详细地说明。
34.如图1所示，在第一实施例中，第一极板10的长度大于第二极板20的长度，且第一极板10与第二极板20的一端平齐，第一极板10的另一端设置包边部(即双极板100 的至少一端设置包边结构)；
35.具体而言，第一极板10与第二极板20两者的一端平齐，第一极板10与第二极板 20的一侧表面正对，第一极板10的另一端长于第二极板20另一端的部分朝向第二极板 20弯折，并折叠至与第二极板20的另一侧表面贴合。
36.如图2所示，在第二实施例中，第一极板10的长度小于第二极板20的长度，且第一极板10的两端均设置包边部(即双极板100的两端均设置包边结构，且包边结构弯折方向相同)；
37.具体而言，第一极板10与第二极板20的一侧表面正对，第一极板10的两端长于第二极板20的部分均朝向第二极板20弯折，并折叠至与第二极板20的另一侧表面贴合。
38.优选地，第一极板10与第二极板20的对称轴同轴，可以使双极板100更加规整，美观性更高。
39.如图3所示，第三实施例中，第一极板10的一端具有朝向第二极板20的一端弯折并夹设第二极板20的第一包边部11，第二极板20的另一端具有朝向第一极板10的另一端弯折并夹设第一极板10的第二包边部21。
40.也就是说，在第一极板10远离第二极板20的端部和第二极板20远离第一极板10 的端部均设置包边部。
41.具体而言，第一极板10与第二极板20的一侧表面正对，第一极板10的一端长于第二极板20的一端，第二极板20的另一端长于第一极板10的另一端(即交错设置)，且第一极板10长于第二极板20的部分朝向第二极板20弯折，并折叠至第二极板20的另一侧表面贴合；第二极板20长于第一极板10的部分均朝向第一极板10弯折，并折叠至与第一极板10的另一侧表面贴合。
42.优选地，第一极板10与第二极板20的长度相同，且第一极板10与第二极板20交错设置，也可以提高双极板100的美观性。
43.以上三种形式的包边结构，均可以有效提高双极板100的结构强度，并避免出现开
口以及翘边现象，提高双极板100的工作稳定性以及使用可靠性。
44.如图3所示，第一包边部11自第二极板20的一端朝向第二极板20的另一端延伸，且第一包边部11的延伸长度为第一极板10的厚度的3倍-5倍，第二包边部21自第一极板10的一端朝向第一极板10的另一端延伸，且第二包边部21的延伸长度为第二极板20的厚度的3倍-5倍。
45.例如，第一极板10与第二极板20的厚度相同为a，第一包边部11和第二包边部 21的长度均为3a-5a，且第一极板10、第二极板20的厚度为0.4mm-0.6mm，以使双极板100的结构尺寸更加合理。
46.示例性地：第一极板10和第二极板20的厚度可以为0.8mm、1.0mm、1.2mm等，对应第一包边部11、第二包边部21的长度为4mm、5mm、6mm等。
47.优选地，第一包边部11与第二包边部21的延伸长度相同。这样，不仅可以使双极板100的两端的受力分布更加均匀，改善双极板100受力，避免双极板100出现开口现象，而且使双极板100的规格尺寸更加规整，在叠堆过程中的尺寸误差更小，叠堆精度更高。
48.需要指出的是，本技术中关于第一极板10、第二极板20的长度、厚度限定；关于第一包边部11、第二包边部21的延伸长度限定，均是本技术可行的优选实施例，而不是指示或暗示所指的装置或元件的几何尺寸必须完全与上述限定相同，因此不能理解为对本实用新型的限制。
49.进一步地，第一极板10具有相对的第一面12和第二面13，第二极板20具有相对的第三面22和第四面23，第一面12与第三面22相对(可以贴合设置，或相对设置且两者之间夹设膜电极)，第一包边部11与第四面23贴合设置，第二包边部21与第二面13贴合设置。
50.其中，贴合设置可以是粘接固定也可以是焊接固定，以使双极板100的第一本体21 与第二本体11的连接稳定性更高。
51.根据本技术第二方面实施例的燃料电池，包括上述实施例中的双极板100。
52.根据本技术实施例的燃料电池，采用上述双极板100，可以提高燃料电池的使用寿命以及工作稳定性，避免出现双极板100出现短路，可以提高燃料电池的使用安全性。
53.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
54.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
55.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
56.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
57.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
59.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。