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【专利情报】燃料电池领域全球专利监控报告(2019年5月)

基于此,CN109768297A提出了燃料电池用分隔件的制造方法,包含:配置工序,在基材上配置未固化的热固性树脂;预备固化工序,使配置于基材的未固化的热固性树脂预备固化(通过利用预备固化工序使配置于基材的未固化的热固性树脂预备固化,能够防止热固性树脂流动,能够使形成于燃料电池用分隔件的热固性树脂的密封部的形状和位置稳定。与在基材上配置有未固化的热固性树脂的状态相比,能够使基材的运送等处理容易);及正式固化工序,在使多个基材集聚的状态下使预备固化后的热固性树脂正式固化而在多个基材上一并形成密封部(与针对每个基材使热固性树脂正式固化的情况相比,能够显著提高燃料电池用分隔件的生产率)。另外,在所述正式固化工序之前,将所述配置工序和所述预备固化工序反复进行多次。由此,在燃料电池用分隔件在多个不同的位置具有密封部的情况下,能够根据密封部的位置而应用合适的配置工序和预备固化工序,从而提高燃料电池用分隔件的生产率。

图3-9 燃料电池用分隔件的制造方法

具体地,前述配置工序包含:涂敷工序,在基材的表面上涂敷未固化的热固性树脂;及加压工序,将基材配置于成型模具,通过成型模具对在涂敷工序中涂布于基材表面的未固化的热固性树脂进行加压而使热固性树脂流动而流入设置于基材的贯通孔,由此在贯通孔的内周面上配置未固化的热固性树脂。在此情况下,在燃料电池用分隔件的制造工序中,能够在作为现有工序的热压工序的中途完成配置工序,能够削减工时而提高燃料电池用分隔件的生产率。

更详细而言,CN109768297A燃料电池用分隔件的制造方法包含:基材加工工序、绝缘部涂敷工序、导电部涂敷工序、热压工序、注射成型工序及热处理工序。绝缘部涂敷工序相当于前述的配置工序的涂敷工序,热压工序中的加压相当于前述的配置工序的加压工序,热压工序中的加热相当于前述的预备固化工序。另外,注射成型工序相当于前述的第二次的配置工序及预备固化工序,热处理工序相当于前述的正式固化工序。

图3-10 燃料电池用分隔件制造流程

3.5 现代公司

图3-11 现代公司5月公开专利技术构成

2019年5月,现代在燃料电池领域一共公开专利34件,涉及电堆,控制、检测系统,储氢、空气系统等技术分支。下面选取了一篇专利进行介绍,以供读者了解。

近年来,为了提高PEMFC(质子交换膜燃料电池)电池堆的制造便利性,现代已经研发了用于燃料电池的电池单元框架。在该电池单元框架中,膜电极组件和气体扩散层彼此一体成形。这种电池单元框架能够便于构成电堆时的堆叠,因此能够提高堆叠质量。此外,电池单元框架能够提高燃料电池的性能和耐久性并减少不良反应的发生。然而,该电池单元框架具有以下问题:与传统燃料电池堆相比,该燃料电池堆的厚度增加,导致体积增加。因此,需要研发能够保持使用一体式电池单元框架制造的燃料电池堆气密性的同时,减小该燃料电池堆厚度的技术。

基于此,CN109728322A提出了一种用于燃料电池的电池单元框架及燃料电池堆。首先,电池单元框架包括:反应电池,包括膜电极组件(MEA)和设置在膜电极组件的相对表面中的每个表面上的气体扩散层(GDL);以及框架,从反应电池的外周表面延伸,该框架的表面上设置有沿空气、氢气和冷却水的流动路径持续地延伸以形成闭合曲线的垫片插入槽,从而垫片被插入到垫片插入槽中。

图3-12 电池单元框架立体图

其中,框架可以设置有围绕反应电池的边缘的加强部;加强部可以形成在空气和氢气不流动的部分;框架还可以设置有多个空气入口、多个冷却水入口和多个氢气入口,多个空气入口、多个冷却水入口和多个氢气入口在框架的宽度方向上顺序地布置以一起成组设置在框架的相对侧上,其中空气入口和氢气入口分别与反应电池的第一表面和第二表面连通。此外,垫片插入槽形成在电池单元框架的表面上,从而组装燃料电池堆时燃料电池堆的厚度可以减小垫片的厚度,从而减小燃料电池的体积并提高燃料电池的性能。

本发明改进了电池单元框架的结构,从而使得氢气和空气直线地流向反应电池的第一表面和第二表面而不偏离,从而减小内部压差并因此提高制造的燃料电池的耐久性和稳定性。

图3-13 燃料电池堆的分解立体图

另一方面,燃料电池堆包括:多个电池单元框架,电池单元框架包括反应电池和从反应电池的外周表面延伸的框架,框架设置有垫片插入槽,垫片插入槽沿空气、氢气和冷却水的流动路径持续地延伸以形成闭合曲线;多个隔板单元,隔板单元插入于一对电池单元框架之间并且包括一体地堆叠在一起的阴极隔板和阳极隔板,从而使得空气、氢气和冷却水分别流动;以及垫片,插入到垫片插入槽中以提供电池单元框架与隔板单元之间的气密性,该垫片被构造成压缩垫片后垫片的第一表面位于与框架的第一表面相同的线上。

3.6 其他公司部分公开专利信息一览

(一)本田公司

(二)上海重塑能源科技有限公司

(三)博世公司

(四)奥迪公司


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