燃料电池电堆是由多个单体电池以串联办法层叠组合而成。单体电池电极衔接时，有必要要有严厉的密封，密封不良会导致氢气走漏，下降氢的使用率，影响燃料电池的功率，严峻时会导致电池无法作业，影响电池寿数。高压高功率密度燃料电池具有产气压力大的特色，因而对气体密封的要求更为严厉。

  （来历：微信大众号“高工氢燃料电池” ID：weixin-gg-fcev）

  现在国内电堆封装首要选用螺杆贯穿式和钢条捆绑式两种封装办法。螺杆贯穿式电堆封装技能相对老练，但封装工艺还存在较大短缺，导致电堆产品的质量可靠性不高，直接构成燃料电池的出产经济性不高。

  笔者以为，经过对金属双极板板间密封结构加载应变仿真与密封结构优化，构成结构紧凑、可靠性高的板间密封规划方案；一起经过对不同密封填料资料物性测验与资料挑选，挑选出适用的板间密封填充资料，关于进步电堆密封性十分重要。

  从密封结构来看，质子交流膜燃料电池为多层结构，每一层中均包含能够独立进行电化学反响的物质运送流道，为了避免反响物氢气、空气及冷却液走漏，层与层之间规划有相应的密封结构，密封结构的可靠性直接决议了燃料电池的使用寿数。

  从密封资料来看，现在职业界的燃料电池密封资料一般以硅橡胶或氟橡胶为主。密封办法首要选用双极板与膜电极揉捏橡胶密封资料，构成触摸密封。因为装机后没有相对运动，归于典型的静密封。

  选用预制成形（密封垫片）密封是指在双极板上设备橡胶密封垫片并与膜电极组边框进行揉捏密封。

  其间PEM将延伸出来并经过粘接剂与边框粘接，构成带有加强边框的MEA。密封垫片设备在双极板上，经过双极板揉捏边框构成触摸密封。因为两次面需求对称揉捏，构成对称的载荷，不然边框简单发生变形，然后影响气密性和发电功率。因而，也有将其间一面密封垫片规划成平面，另一侧密封垫为凸面，然后避免设备滑移的出现。

  因为MEA需求设备边框，需求必定的控制精度，现在依然经过手艺来完结，未来自动化难度较大。因而，直接选用橡胶硫化边框，能够一起完结边框与密封两种功用，能够有用进步出产功率，下降成本，选用全体橡胶边框密封。因为密封边框与MEA是一体成型的，省去了设备粘合塑料边框的过程，一起，边框经过精确的硫化成型，能够与上下两块双极板协作，构成密封。

  液态密封胶因其具有流动性能够流入到十分复杂的外表结构中, 并且密封性好, 不简单发生界面走漏。

  液态密封胶首要有2种：就地成型垫圈（FIPG）和固化设备垫圈（CIPG）。

  就地成型垫圈（FIPG，Formed-In-Place Gasket）， FIPG是在法兰面上涂敷液态密封胶, 在密封胶还没有固化时设备起来, 然后跟着胶的固化而起到密封效果。因为密封胶液体能够自在流平, FIPG对法兰面的精度要求不高。

  固化设备垫圈（CIPG，Cured-In-Place Gasket），CIPG是将液态密封胶涂敷于法兰的一面并经过各种手法使其固化（例如：加热、紫外线照耀、湿气等），然后设备法兰然后起到密封效果。因为这类密封胶是直接涂敷于部件外表然后再固化的，所以它不需求一般模塑垫圈所需求的模具。表1列出了常用橡塑密封资料的首要特性及使用规划。

  综上所述，对金属双极板板间初始密封结构进行建模仿真，剖析密封结构的设备加载变形、内压加载变形、密封面和支撑面触摸力散布和弹塑性变形、压力动摇和振荡条件下密封可靠性剖析、绝缘可靠性、密封可重复使用功能。经过上述模型剖析成果，构成密封结构优化方案，并经过模型迭代剖析优化结构方案。

  探究下降密封结构厚度，进步密封可靠性的电堆密封规划方案，要害技能在于多层复合资料的密封树立条件与可靠性剖析办法。笔者主张，经过文献调研或试验验证的手法，剖析资料透气性、耐酸碱性、抗老化、抗压强度、弹性模量等资料参数，了解填充工艺，挑选适用的密封填充资料。

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