【技術實現步驟摘要】
本技術涉及pem和aem電解槽的,具體為一種用于pem或aem電解槽電堆的封裝裝置。
技術介紹
1、目前通用的pem或aem電解槽電堆的封裝技術簡稱為堆疊,這也就是目前稱其為電堆這個名詞的由來。所謂的堆疊都是一層一層疊上去,單電池的每個部件如極板、多孔運輸層、膜電極等也是一層一層堆疊,之后再將單電池跟單電池進行堆疊。這一通用堆疊工藝看似簡單,但實則極大的浪費了材料,這是因為所有的單電池的真實電化學反應區域只占其堆疊面積的1/2到3/4,而其它面積因為并不參與電化學反應,因此并不需用到昂貴的材料。
2、傳統的電解槽電堆堆疊時,由于是層層疊放,導致無法進行單個單電池的組裝,形成模塊化,導致需要多少層的單電池,則必須在同一個工位將幾層單電池一起堆疊。無法做到將每個單電池分散在各個工位加工,制作單獨的單電池,然后按需再將單電池進行堆疊。
3、同時,受制于現有的電解槽單電池的層層相疊的堆疊方式,導致每一片單電池的厚度都非常厚,整體厚度直接就是雙極板、多孔運輸層、密封件、邊框、碳紙、膜電極的厚度簡單相加,從而導致一旦電堆的單電池堆疊的個數增大時,其高度非常可怕。
4、比如,專利號為cn216838209u的中國技術專利,公開了一種電解槽單元和一種電解槽堆,電解槽單元包括:按照疊合順序,依次包括正極端、離子交換膜、負極端。正極端自外由內包括正極側端板、正極絕緣層、正極電極板、正極導流板,所述負極端自外由內包括負極側端板、負極絕緣層、負極電極板、負極導流板。電解槽堆中,n個電解槽單元橫向堆疊。該專利的電解槽單
5、此外,受制于膜電極的涂敷工藝的發展,目前的技術現狀無法做到在超大面積例如3000cm2以上做到催化劑電極在質子交換膜上形成均勻性和一致性,從而極大影響了pem或者aem電解槽做大單電池的面積和放大單電池的功率。
6、因此,亟需專利技術一種可以使電堆模塊化生產、電堆材料成本低,電堆厚度小的裝置。
技術實現思路
1、基于此,有必要針對上述技術問題,提供一種可降低電堆厚度、降低材料成本、便于模塊化生產的封裝裝置。
2、為實現上述目的,本技術提供如下技術方案:
3、一種用于電解槽電堆的封裝裝置,用于封裝膜電極、多孔運輸層、碳紙和極板,形成單電池和電堆。
4、其包括封裝框和固定板,所述封裝框的中部為容納槽,所述容納槽沿封裝框的厚度方向貫穿封裝框,所述封裝框的上下兩端面均設置有固定板,所述封裝框與固定板之間密封連接,所述固定板與封裝框的端面相貼合,使得容納槽內形成密閉腔體,所述容納槽內能夠堆疊膜電極、多孔運輸層和極板;
5、所述封裝框上設置有多個歧管進出口,多個所述歧管進出口均沿封裝框的厚度方向貫穿封裝框,作為氣液的進出口;
6、所述封裝框上具有至少一個容納槽。
7、通過采用上述技術方案,封裝框的材質可選用不銹鋼,材料價格低。將膜電極、多孔運輸層、碳紙、密封件和極板都堆疊在封裝框內的容納槽,每個單電池可單獨生產和制造,方便模塊化的生產和封裝。
8、采用封裝框,可以節約多孔運輸層、極板原本用于固定在歧管處的面積,節約材料,多孔運輸層、極板的面積都與膜電極的有效反應面積一致或接近。同時整個單電池的厚度由于不再是層層相疊,而是整體封裝在封裝框內,可以顯著降低整體單電池的厚度。
9、可以增加封裝框的整體尺寸,在封裝框上可以設有多個容納槽,擴展成多個單電池通過同一個封裝框封裝在一起,這樣一來可解決了單個膜電極或者多孔運輸層或者極板無法做成大面積的困難。
10、優選的,沿所述封裝框中部的內壁上形成有環形凸臺,所述環形凸臺內安裝膜電極。
11、優選的,沿所述封裝框中部的內壁上開設有環形凹槽,所述膜電極的外邊沿安裝在環形凹槽內。
12、優選的,所述固定板為極板,所述容納槽內堆疊膜電極和多孔運輸層。
13、優選的,所述封裝框的四角處均設有定位孔,所述定位孔沿封裝框的厚度方向貫穿封裝框。
14、與相關技術相比較,本技術提供的一種用于電解槽電堆的封裝裝置,具有如下有益效果:
15、1、本技術采用封裝框封裝膜電極、多孔運輸層、碳紙和極板等,每個單電池可單獨生產和制造,方便模塊化的生產和封裝。
16、2、采用封裝框可以節約多孔運輸層與極板的材料,由于多孔運輸層與極板的材料價格相對較高,因此可以降低電堆的材料成本。同時整個單電池的厚度由于不再是層層相疊,而是整體封裝在封裝框內,可以顯著降低整體單電池的厚度。
17、3、本技術能夠在一個較大尺寸的封裝框上設有多個容納槽,每個容納槽形成一個單電池,因此可擴展成多個單電池通過同一個封裝框封裝在一起,這樣一來可解決了無法做成大面積的單個膜電極或者多孔運輸層或者極板的技術問題。
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1.一種用于電解槽電堆的封裝裝置,用于封裝膜電極(30)、多孔運輸層(40)和極板(60),其特征在于:包括封裝框(10)和固定板(20);
2.根據權利要求1所述的用于電解槽電堆的封裝裝置,其特征在于:沿所述封裝框(10)中部的內壁上形成有環形凸臺(103),所述環形凸臺(103)內安裝膜電極(30)。
3.根據權利要求1所述的用于電解槽電堆的封裝裝置,其特征在于:沿所述封裝框(10)中部的內壁上開設有環形凹槽(104),所述膜電極(30)的外邊沿安裝在環形凹槽(104)內。
4.根據權利要求1所述的用于電解槽電堆的封裝裝置,其特征在于:所述固定板(20)為極板(60),所述容納槽(101)內堆疊膜電極(30)和多孔運輸層(40)。
5.根據權利要求1所述的用于電解槽電堆的封裝裝置,其特征在于:所述封裝框(10)的四角處均設有定位孔(105),所述定位孔(105)沿封裝框(10)的厚度方向貫穿封裝框(10)。
【技術特征摘要】
1.一種用于電解槽電堆的封裝裝置,用于封裝膜電極(30)、多孔運輸層(40)和極板(60),其特征在于:包括封裝框(10)和固定板(20);
2.根據權利要求1所述的用于電解槽電堆的封裝裝置,其特征在于:沿所述封裝框(10)中部的內壁上形成有環形凸臺(103),所述環形凸臺(103)內安裝膜電極(30)。
3.根據權利要求1所述的用于電解槽電堆的封裝裝置,其特征在于:沿所述封裝框(10)中部的內壁上開設有環形...
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