一种燃料电池边框的密封方法及密封结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115832354A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211497467.2H01M8/0273(2016.01)(22)申请日2022.11.25(71)申请人鸿基创能科技（佛山）有限公司地址528200广东省佛山市南海区丹灶镇丹灶物流中心利众路8号C8栋-3（住所申报）(72)发明人徐贝陈玮施苏静杨云松邹渝泉唐军柯吴力杰叶思宇孙宁(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202专利代理师王伟(51)Int.Cl.H01M8/0286(2016.01)H01M8/0284(2016.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种燃料电池边框的密封方法及密封结构(57)摘要本发明属于燃料电池领域，具体公开一种燃料电池边框的密封方法及密封结构。本发明燃料电池边框的密封方法包括如下步骤：将液体处理剂涂覆在燃料电池边框中的胶膜层上，然后通过热压或紫外光照将涂覆液体处理剂的胶膜层与燃料电池组件进行粘接密封，得到燃料电池密封结构。本发明通过液体处理剂预处理边框胶膜的方式可以有效提高边框粘接性能，尤其是高温下的粘接性能，提高了MEA在燃料电池电堆运行工况下的密封可靠性。CN115832354ACN115832354A权利要求书1/1页1.一种燃料电池边框的密封方法，其特征在于，包括如下步骤：将液体处理剂涂覆在燃料电池边框中的胶膜层上，然后通过热压或紫外光照将涂覆液体处理剂的胶膜层与燃料电池组件进行粘接密封，得到燃料电池密封结构；所述液体处理剂为有机小分子单体和自由基引发剂的混合溶液；所述燃料电池组件包括燃料电池边框、质子膜中的至少一种。2.如权利要求1所述的燃料电池边框的密封方法，其特征在于，所述有机小分子单体包括丙烯酸、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、环氧类单体、硅氧烷类单体、烯烃类单体。3.如权利要求1所述的燃料电池边框的密封方法，其特征在于，所述自由基引发剂包括偶氮类自由基引发剂、过氧化物自由基引发剂、过硫化物自由基引发剂、光敏自由基引发剂。4.如权利要求3所述的燃料电池边框的密封方法，其特征在于，所述自由基引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的至少一种。5.如权利要求1所述的燃料电池边框的密封方法，其特征在于，所述有机小分子单体和自由基引发剂的质量比为50‑150:1。6.如权利要求5所述的燃料电池边框的密封方法，其特征在于，所述有机小分子单体和自由基引发剂的质量比为100:1。7.如权利要求1所述的燃料电池边框的密封方法，其特征在于，所述热压的温度为100‑160℃，所述热压的压力为0.1‑1Mpa，所述热压的时间为30‑120s。8.如权利要求7所述的燃料电池边框的密封方法，其特征在于，所述热压的温度为140℃，所述热压的压力为0.5Mpa，所述热压的时间为60s。9.如权利要求1所述的燃料电池边框的密封方法，其特征在于，涂覆所述液体处理剂的厚度为0.5～50μm。10.权利要求1‑9任一项所述的燃料电池边框的密封方法制得的燃料电池密封结构。2CN115832354A说明书1/4页一种燃料电池边框的密封方法及密封结构技术领域[0001]本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池边框的密封方法及密封结构。背景技术[0002]质子交换膜燃料电池由多个单电池串联组成，单电池主要由膜电极(MembraneElectrodeAssembly，MEA)和双极板组成，核心组件MEA通常是将催化剂涂层质子膜(CCM)和GDL通过胶粘剂粘接到支撑材料上进行封装得到。当前MEA主流封装方法及工艺为双边框结构MEA，具体为：首先在质子交换膜的两面分别涂布或转印阳极催化层和阴极催化剂层，制备出具有三层结构的CCM；然后把CCM的边缘与两个边框边缘通过胶粘剂粘接密封起来，形成一个五层组件；最后两层气体扩散层分别通过胶粘剂来粘接边框，形成七层的膜电极。目前，为匹配生产工艺与生产效率，商业燃料电池边框材料一般是将胶粘剂预涂于支撑材料上，通过热处理、预熟化等工序处理使胶粘剂形成具有一定胶粘度的固体胶膜。MEA组装工艺则是将CCM与两层边框组装后进行热压，使边框胶膜与边框胶膜对贴以及与CCM贴合。[0003]膜电极支撑材料一般为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等碳氢类聚合物；胶粘剂一般为聚丙烯酸酯类、环氧类、聚烯烃类、有机硅类等。燃料电池中质子交换膜磺酸基的pH＝1～2，电化学反应生成的水pH＝3～5，同时，燃料电池电堆运行温度一般介于60℃～90℃之间，冷启动温度可以达到‑40℃。因此，对于密封MEA的边框胶粘剂，需要其具有较优的耐酸性、耐湿性以及高温、低温粘接性能。对