本發明公開了一種燃料電池電堆金屬雙極板，所述的金屬雙極板包括金屬陽極板、金屬陰極板，金屬陽極板和金屬陰極板的四側邊框周邊通過異向導電膜ACF（導電膠漿脂層）熱壓粘接成一個電連接、內部密封的組件。金屬雙極板中的金屬陽極板、金屬陰極板和異性導電膠膜ACF（導電膠漿脂層）彼此之間疊合形成類似三明治式的結構，金屬雙極板的陽極板和陰極板之間的導電率高，密封性與平面度好，而且金屬雙極板的生產制造過程方便、快捷、成本低廉、易于大批量生產。

技術領域

本發明涉及一種金屬電極板的結構與組裝方法，特別是一種燃料電池電堆的金屬雙極板和組裝方法，屬于燃料電池技術領域。

背景技術

燃料電池電堆是一種直接利用氫能發電的裝置，能夠直接將氫氣和氧氣反應產生的化學能轉化成可用的電能。由于不經過卡諾循環，能量轉化率高，反應產物只有水，非常環保，燃料電池技術被認為是本世紀首選的節能、高效、環保的發電技術。

燃料電池電堆工作時在質子交換膜上發生的反應原理如下：

陽極：H₂→2H⁺+2e^-

陰極：O₂+2H⁺+2e^-→H₂O；

陽極產生的H⁺經質子交換膜到達陰極，在催化劑作用下電子、質子和氧氣反應產生水。同時，電子由陽極經外電路達到陰極可以對外做功。燃料電池電堆由若干個單電池Cell串聯重疊組成。每個單電池Cell都由一個MEA膜組件（Membrane Electrode Assemblies）和兩側各一個雙極板組成，單電池Cell具有層疊三明治式結構，即一個MEA膜組件被兩個雙極板加持在中間。雙極板可以采用石墨、金屬、導電高分子材料等導電導熱性好，耐腐蝕與耐熱性佳的材質制作。

每個單電池Cell一側的雙極板與MEA膜組件之間有燃料氣H₂流道，通入燃料氣體H₂，另一側的雙極板與MEA膜組件之間有氧化劑O₂流道，通入O₂氣。MEA膜組件上下兩側密封，保證單個燃料電池Cell內部的氧化劑O₂氣和燃料H₂氣相互隔離，不能互竄，否則有爆炸的危險。同時，為了控制燃料電池Cell的內部溫度，在單電池Cell之間有冷卻劑空氣（水）的流道，以保證燃料電池內部溫度的穩定一致。

公開號為US10199662 B2美國發明專利公開了一種燃料電池電堆金屬雙極板的構成與制作方法，其中金屬陽極板與金屬陰極板之間通過焊接（激光、等離子）或密封圈方式進行組對裝配，從而生產制造燃料電池電堆的金屬雙極板。

此方法的缺陷與不足如下：

1）金屬陽極板與金屬陰極板之間焊接或通過密封圈裝配制成的金屬雙極板的平面度不佳，導致金屬雙極板與MEA膜組件之間的接觸電阻大，密封性差，容易漏氣，影響燃料電池的電性能。

2）激光與等離子焊的生產方式設備投入大，生產作業時間長，金屬雙極板的生產制造成本高。

發明內容

本發明的目的是在于解決現有技術中金屬雙極板生產制造過程中存在的耗時長、成本高、平整性不佳等缺陷，提供新的一種燃料電池電堆的金屬雙極板及其組裝方法。本發明給出的金屬雙極板結構和組裝方法具有簡單、有效、便捷、高質量的特點，適合大批量生產燃料電池電堆的金屬雙極板要求。

為了實現上述發明目的，本發明提供一種技術方案：

一種燃料電池電堆金屬雙極板，所述的金屬雙極板包括金屬陽極板、金屬陰極板；金屬陽極板和金屬陰極板的四側邊框周邊通過異向導電膜ACF（導電膠漿脂層）熱壓粘接成一個電連接、內部密封的組件。