一种燃料电池电堆集流结构的制作方法

1.本实用新型属于燃料电池电堆领域，尤其是一种集流结构。


背景技术：

2.直接甲醇燃料电池(dmfc)是一种将燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的一种化学电源，它不同于二次电池的能量存储机制，是一种能量转化装置。
3.在dmfc电堆工作过程中，燃料(甲醇水溶液)沿阳极极板的流场通道，经扩散层进入催化层，在阳极电催化剂的作用下发生电化学氧化反应，生成co2、质子和电子，质子通过电解质膜传递至阴极区，电子通过外电路做功进入阴极区，与到达阴极催化层的氧气在电催化剂的作用下发生电化学还原反应生成水。在电堆阳极电极和阴极电极之间发生的电化学反应的反应方程式描述如下：
4.阳极电极：ch3oh h2o
→
co2 6h 6e-5.阴极电极：3/2o2 6h 6e
‑→
3h2o
6.总方程式：ch3oh 3/2o2
→
co2 3h2o
7.集流板作为燃料电池电堆的重要部件，其主要功能是将电极产生的电流进行导出的作用，因而对于集流板的内阻要求极高。目前集流板一般为与极板相同尺寸堆叠在极板与端板之间的方式，并且采用金属铜镀金的方案，但是镀金工艺具有一定污染、且成本较高。本专利在原有技术方案的基础上进行优化改进，采用将集流板内嵌到端板的结构，并且增加炭纸和导电胶减小接触电阻，达到缩小集流板面积，降低成本的目的。


技术实现要素：

8.本实用新型提供了一种用于燃料电池电堆的集流结构，其实现了降低接触电阻而提升电堆效率的同时，还通过减小面积而降低成本。
9.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:
10.一种燃料电池电堆集流结构，依次堆叠的炭纸、集流板和端板；集流板包括集流片和极耳；端板一侧靠近边缘的位置设有集流板镶嵌槽，镶嵌槽槽深与集流板厚度一致，集流片置于镶嵌槽内；极耳伸出端板侧边，极耳可水平伸出端板侧边或向垂直方向以一定角度弯折，用于外接导出电流。
11.进一步的，炭纸和集流片间涂有导电胶，粘结炭纸与集流片，便于电堆装配时炭纸与集流片相对位置的固定。
12.进一步的，所述集流片的面积为端板面积的1/15~1/5，优选集流片的面积为端板面积的1/12~1/10。
13.进一步的，端板槽深和集流板的厚度为0.4mm~2mm，优选厚度为0.5mm~1mm。
14.进一步的，炭纸的厚度为50μm~300μm，优选厚度为200μm~300μm。
15.进一步的，集流板的材料为铜或其它导电金属材料。
16.进一步的，集流板表面镀金，镀层厚度为1μm~5μm。
附图说明
17.图1是电堆集流结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式对本使用新型做进一步说明。
19.实施例1：
20.一种燃料电池电堆集流结构如图一所示，依次堆叠的炭纸、集流板和端板；集流板包括集流片和极耳；端板一侧靠近边缘的位置设有矩形集流板镶嵌槽，镶嵌槽槽深与集流板厚度一致，其厚度均为1mm，且镶嵌槽与集流片形状一致，面积略小于镶嵌槽，使得集流片置于镶嵌槽内，集流片的面积为端板面积的1/10。极耳伸出端板侧边，垂直弯折贴于端板侧表面，用于外接导出电流。
21.炭纸和集流片间涂有少量导电胶，粘结炭纸与集流片，便于电堆装配时炭纸与集流片相对位置的固定。
22.炭纸的厚度为200μm，其设置在集流片和极板之间面积等于集流片的面积或稍小于集流片，用于消除端板镶嵌槽与集流板的加工误差，降低集流板与极板的接触电阻。
23.集流板的材料为铜，且在表面镀金，镀层厚度为3μm。
24.将所述电堆集流结构用于燃料电池电堆，电堆包括上下对称的本实用新型提供的电堆集流结构，中间依次堆叠设定数量的极板和膜电极。


技术特征：
1.一种燃料电池电堆集流结构，其特征在于，包括：依次堆叠的炭纸、集流板和端板；所述集流板包括集流片和极耳；所述端板一侧靠近边缘的位置设有集流板镶嵌槽，所述镶嵌槽槽深与集流板厚度一致，所述集流片置于镶嵌槽内；所述极耳伸出端板侧边，用于外接导出电流。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆集流结构，其特征在于，所述炭纸和集流片间涂有导电胶。3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池电堆集流结构，其特征在于，所述集流片的面积为端板面积的1/15~1/5。4.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池电堆集流结构，其特征在于，所述槽深和集流板的厚度为0.4mm~2mm。5.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池电堆集流结构，其特征在于，所述炭纸的厚度为50μm~300μm。6.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池电堆集流结构，其特征在于，所述集流板的材料为铜或其它导电金属材料。7.根据权利要求6所述的一种燃料电池电堆集流结构，其特征在于，所述集流板表面镀金，镀层厚度为1μm~5μm。

技术总结
本实用新型提供了一种燃料电池电堆集流结构，包括依次堆叠的炭纸、集流板和端板，本实用新型在原有技术方案的基础上进行优化改进，采用将集流板内嵌到端板的结构，并且增加炭纸和导电胶减小接触电阻，达到缩小集流板面积，降低成本的目的。降低成本的目的。降低成本的目的。


技术研发人员：李聪 李山 魏伟
受保护的技术使用者：中科军联（张家港）新能源科技有限公司
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2022/7/28