權(quán)利要求書： 1.一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，該電解堆(1)包括依次疊加的緊固件(2)、前端板(3)、中板組件(4)、前絕緣板(5)、前集電板(6)、多片極板組件(7)、后集電板(8)、后絕緣板(9)和后端板(10)；

所述相鄰的極板組件(7)之間設(shè)有中板組件(4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，所述的中板組件(4)為第一中板組件(410)和第二中板組件(420)兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，所述的第一中板組件(410)包括上平板(411)、第一連接管(412)、第一管接頭(413)、中間嵌板(414)和下平板(415)；

所述的上平板(411)、中間嵌板(414)和下平板(415)依次疊加在一起；

所述的中間嵌板(414)兩端設(shè)有用于限位第一連接管(412)的限位槽；所述的上平板(411)和下平板(415)兩端均設(shè)有用于連接第一連接管(412)的通孔；所述的通孔與限位槽位置對(duì)應(yīng)；

所述的第一連接管(412)包括一根長臂和一根橫臂，橫臂的中部與長臂垂直固為一體并與長臂相通；所述的第一管接頭(413)與長臂的管口相連；所述的第一連接管(412)放置在限位槽中，橫臂兩端的管口嵌入通孔中。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，所述的第二中板組件(420)包括第二連接管(421)、第二管接頭(422)和嵌板(423)；

所述的嵌板(423)兩端設(shè)有用于限位第二連接管(421)的限位槽；

所述的第二連接管(421)包括一根長臂和一根橫臂，橫臂的中部與長臂垂直固為一體并與長臂相通；所述的第二管接頭(422)與長臂的管口相連；所述的第二連接管(421)嵌入限位槽中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，所述的電解堆(1)中有N個(gè)中板組件(4)，其中N為自然數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，所述的極板組件(7)包括依次疊加的極板(71)、密封墊(72)、陽極框板(73)、陽極氈板(74)、膜電極(75)、陰極氈板(76)和陰極框板(77)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，所述的第一連接管(412)橫臂的高度等于上平板(411)、中間嵌板(414)和下平板(415)依次疊加在一起的高度；所述的第一連接管(412)長臂的高度等于中間嵌板(414)的高度。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，所述的上平板(411)、下平板(415)、第一連接管(412)的材質(zhì)為耐腐蝕性材料；所述的中間嵌板(414)的材質(zhì)為輕質(zhì)材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，所述的第二連接管(421)長臂和橫臂的高度均等于嵌板(423)的高度。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種質(zhì)子交換膜電解堆，其特征在于，所述的嵌板(423)的材質(zhì)為輕質(zhì)材料；所述的第二連接管(421)的材質(zhì)為耐腐蝕性材料。

說明書： 一種質(zhì)子交換膜電解堆技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種質(zhì)子交換膜電解堆。背景技術(shù)[0002] 氫能作為一種清潔的能源，擁有巨大的發(fā)展前景。質(zhì)子交換膜電解水制氫，具有零碳排放、反應(yīng)快、電流密度高、體積小，變載適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可與光伏和風(fēng)能相配套實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)氫一體化，發(fā)展前景廣闊。作為質(zhì)子交換膜電解水制氫的關(guān)鍵設(shè)備——電解堆，其由端板、集電板、極板、膜電極及緊固件等部件組成。[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的電解堆一般是在電解堆的端板上設(shè)有氧氣和氫氣的進(jìn)出口，或是在電解堆的中間設(shè)有一個(gè)或多個(gè)中間具有進(jìn)出氣體接口的中板。由于，質(zhì)子交換膜電解堆內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)具有較強(qiáng)的電化學(xué)腐蝕性，所以電解堆的端板和中板一般采用耐腐蝕性較強(qiáng)的不銹鋼板。同時(shí)，為防止端板和中板變形影響電解堆的密封，所以端板和中板需要具有一定平整性和剛度?，F(xiàn)有電解堆的端板和中板都做得很厚，這就導(dǎo)致電解堆的重量增加，存在成本高、不易安裝的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷中的至少一種而提供一種質(zhì)子交換膜電解堆。該電解堆中的中板組件采用了復(fù)合材料，在滿足電解堆整體性能的同時(shí)，降低了電解堆的整體質(zhì)量；而且本發(fā)明設(shè)計(jì)的多層進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，可以讓電解堆的前端板和后端板均可摒棄不銹鋼材料，轉(zhuǎn)而采用鋁合金材料。[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：[0006] 一種質(zhì)子交換膜電解堆，該電解堆包括依次疊加的緊固件、前端板、中板組件、前絕緣板、前集電板、多片極板組件、后集電板、后絕緣板和后端板；所述相鄰的極板組件之間設(shè)有中板組件。[0007] 更具體地，電解堆中若采用多片極板組件相互疊加，會(huì)導(dǎo)致電解堆出現(xiàn)端頭效應(yīng)，即電解堆首尾兩端的電解極板性能不佳，另外還會(huì)出現(xiàn)散熱不均等，導(dǎo)致電解制氫效率下降；本發(fā)明設(shè)計(jì)的電解堆中在相鄰的極板組件之間設(shè)有中板組件，有效避免散熱不均情況的出現(xiàn)，使電解堆的效率進(jìn)一步提升。此外，該底電解堆采用了多層進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，即中板組件和極板組件之間是并聯(lián)的，氣體可以通過連接管進(jìn)行流動(dòng)。[0008] 進(jìn)一步地，所述的中板組件為第一中板組件和第二中板組件兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種或多種。也就是說，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，電解堆可以單獨(dú)使用第一中板組件或第二中板組件，也可混合使用第一中板組件和第二中板組件。[0009] 進(jìn)一步地，所述的第一中板組件包括上平板、第一連接管、第一管接頭、中間嵌板和下平板；所述的上平板、中間嵌板和下平板依次疊加在一起；所述的中間嵌板兩端設(shè)有用于限位第一連接管的限位槽；所述的上平板和下平板兩端均設(shè)有用于連接第一連接管的通孔；所述的通孔與限位槽位置對(duì)應(yīng)；所述的第一連接管包括一根長臂和一根橫臂，橫臂的中部與長臂垂直固為一體并與長臂相通；所述的第一管接頭與長臂的管口相連；所述的第一連接管放置在限位槽中，橫臂兩端的管口嵌入通孔中。[0010] 進(jìn)一步地，所述的第二中板組件包括第二連接管、第二管接頭和嵌板；所述的嵌板兩端設(shè)有用于限位第二連接管的限位槽；所述的第二連接管包括一根長臂和一根橫臂，橫臂的中部與長臂垂直固為一體并與長臂相通；所述的第二管接頭與長臂的管口相連；所述的第二連接管嵌入限位槽中。[0011] 進(jìn)一步地，所述的電解堆中有N個(gè)中板組件，其中N為自然數(shù)。也就是說，中板組件可以為零。[0012] 進(jìn)一步地，所述的極板組件包括依次疊加的極板、密封墊、陽極框板、陽極氈板、膜電極、陰極氈板和陰極框板。[0013] 進(jìn)一步地，所述的第一連接管橫臂的高度等于上平板、中間嵌板和下平板依次疊加在一起的高度；所述的第一連接管長臂的高度等于中間嵌板的高度。[0014] 進(jìn)一步地，所述的上平板、下平板、第一連接管的材質(zhì)為耐腐蝕性材料，如不銹鋼、鈦合金等；所述的中間嵌板的材質(zhì)為輕質(zhì)材料，如鋁合金、塑料等。[0015] 進(jìn)一步地，所述的第二連接管長臂和橫臂的高度均等于嵌板的高度。[0016] 進(jìn)一步地，所述的嵌板的材質(zhì)為輕質(zhì)材料，如鋁合金、塑料等；所述的第二連接管的材質(zhì)為耐腐蝕性材料，如不銹鋼、鈦合金等。[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：[0018] (1)質(zhì)量輕：本發(fā)明設(shè)計(jì)的電解堆中的中板組件采用了復(fù)合材料，在滿足電解堆整體性能的同時(shí)，降低了電解堆的整體質(zhì)量；而且本發(fā)明設(shè)計(jì)的多層進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，可以讓電解堆的前端板和后端板均可摒棄不銹鋼材料，轉(zhuǎn)而采用鋁合金材料。[0019] (2)成本低：由于采用的輕便復(fù)合性的材料代替原先的不銹鋼材料，其制造工藝性及經(jīng)濟(jì)型具有較高的優(yōu)勢，使得電解堆的成本降低。[0020] (3)可靠性：本發(fā)明設(shè)計(jì)的電解堆中涉及電解堆的進(jìn)出氣部分仍然采用耐腐蝕性的材料，保證了電解堆的可靠性。附圖說明[0021] 圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)的電解堆的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0022] 圖2為本發(fā)明設(shè)計(jì)的電解堆的立體裝配圖；[0023] 圖3為實(shí)施例1所述的電解堆中中板組件結(jié)構(gòu)示意圖；[0024] 圖4為實(shí)施例1所述的電解堆中中板組件立體裝配圖；[0025] 圖5為實(shí)施例2所述的電解堆中中板組件結(jié)構(gòu)示意圖；[0026] 圖6為實(shí)施例2所述的電解堆中中板組件立體裝配圖；[0027] 圖7為本發(fā)明設(shè)計(jì)的電解堆中極板組件的立體裝配圖；[0028] 圖中標(biāo)號(hào)所示：1?電解堆；2?緊固件；3?前端板；4?中板組件；410?第一中板組件；411?上平板；412?第一連接管；413?第一管接頭；414中間嵌板；415下平板；420?第二中板組件；421?第二連接管，422?第二管接頭，423?嵌板；5?前絕緣板；6?前集電板；7?極板組件；

71?極板；72?密封墊；73?陽極框板；74?陽極氈板；75?膜電極；76?陰極氈板；77?陰極框板；

8?后集電板；9?后絕緣板；10后端板。

具體實(shí)施方式[0029] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。[0030] 實(shí)施例1[0031] 如圖1、2所示，一種質(zhì)子交換膜電解堆，該電解堆1包括依次疊加的緊固件2、前端板3、中板組件4、前絕緣板5、前集電板6、多片極板組件7、后集電板8、后絕緣板9和后端板10；相鄰的極板組件7之間設(shè)有中板組件4。本實(shí)施中的中板組件4為第一中板組件410。本實(shí)施例中電解堆1中有N個(gè)中板組件4，其中N為自然數(shù)。

[0032] 如圖3、4所示，第一中板組件410包括上平板411、第一連接管412、第一管接頭413、中間嵌板414和下平板415；上平板411、中間嵌板414和下平板415依次疊加在一起；中間嵌板414兩端設(shè)有用于限位第一連接管412的限位槽；上平板411和下平板415兩端均設(shè)有用于連接第一連接管412的通孔；通孔與限位槽位置對(duì)應(yīng)；第一連接管412包括一根長臂和一根橫臂，橫臂的中部與長臂垂直固為一體并與長臂相通；第一管接頭413與長臂的管口相連；第一連接管412放置在限位槽中，橫臂兩端的管口嵌入通孔中。第一連接管412橫臂的高度等于上平板411、中間嵌板414和下平板415依次疊加在一起的高度；第一連接管412長臂的高度等于中間嵌板414的高度。上平板411、下平板415、第一連接管412的材質(zhì)為耐腐蝕性材料；中間嵌板414的材質(zhì)為輕質(zhì)材料。

[0033] 如圖7所示，極板組件7包括依次疊加的極板71、密封墊72、陽極框板73、陽極氈板74、膜電極75、陰極氈板76和陰極框板77。

[0034] 工作原理：[0035] 質(zhì)子交換膜電解堆若直接將多片極板組件疊加而成，會(huì)導(dǎo)致電解堆出現(xiàn)端頭效應(yīng)，即電解堆首尾兩端的電解極板性能不佳，另外還會(huì)出現(xiàn)散熱不均等，導(dǎo)致電解制氫效率下降；電解堆采用多層多端進(jìn)氣可有效避免上述問題的出現(xiàn)，使電解堆的效率進(jìn)一步提升。[0036] 本實(shí)施例中的電解堆1采用了復(fù)合型的第一中板組件410，以改善電解堆1的性能，同時(shí)又能降低電解堆1的整體質(zhì)量；第一中板組件410中采用上平板411、中間嵌板414和下平板415依次疊加形成三明治的結(jié)構(gòu)，上下平板之間設(shè)有第一連接管412，上平板411、下平板415及第一連接管412均采用耐腐蝕的材料，如不銹鋼、鈦合金等，中間嵌板414用于限位及填充上下平板之間的間隙，由于其不與反應(yīng)氣體和水相接觸，所以不必考慮其耐腐蝕性能，但要有一定的剛度和強(qiáng)度，所以中間嵌板414的材料可以是鋁合金或硬質(zhì)塑料等材料構(gòu)成。[0037] 實(shí)施例2[0038] 如圖1、2所示，一種質(zhì)子交換膜電解堆，該電解堆1包括依次疊加的緊固件2、前端板3、中板組件4、前絕緣板5、前集電板6、多片極板組件7、后集電板8、后絕緣板9和后端板10；相鄰的極板組件7之間設(shè)有中板組件4。本實(shí)施例中的中板組件4為第二中板組件420。電解堆1中有N個(gè)中板組件4，其中N為自然數(shù)。

[0039] 如圖5、6所示，第二中板組件420包括第二連接管421、第二管接頭422和嵌板423；嵌板423兩端設(shè)有用于限位第二連接管421的限位槽；第二連接管421包括一根長臂和一根橫臂，橫臂的中部與長臂垂直固為一體并與長臂相通；第二管接頭422與長臂的管口相連；

第二連接管421嵌入限位槽中。第二連接管421長臂和橫臂的高度均等于嵌板423的高度。嵌板423的材質(zhì)為輕質(zhì)材料；第二連接管421的材質(zhì)為耐腐蝕性材料。

[0040] 如圖7所示，極板組件7包括依次疊加的極板71、密封墊72、陽極框板73、陽極氈板74、膜電極75、陰極氈板76和陰極框板77。

[0041] 工作原理：[0042] 質(zhì)子交換膜電解堆若直接將多片極板組件疊加而成，會(huì)導(dǎo)致電解堆出現(xiàn)端頭效應(yīng)，即電解堆首尾兩端的電解極板性能不佳，另外還會(huì)出現(xiàn)散熱不均等，導(dǎo)致電解制氫效率下降；電解堆采用多層多端進(jìn)氣可有效避免上述問題的出現(xiàn)，使電解堆的效率進(jìn)一步提升。[0043] 本實(shí)施例中的電解堆1采用了復(fù)合型的第二中板組件420，以改善電解堆1的性能，同時(shí)又能降低電解堆1的整體質(zhì)量；第二中板組件410采用嵌板423和連接管421這兩種主要部件，結(jié)構(gòu)簡單。該方案中第二連接管421采用耐腐蝕性的材料制成，而嵌板423則可由鋁合金或硬質(zhì)塑料等材料制成。嵌板423上設(shè)有限位槽，用來定位及限制第二連接管421的移動(dòng)。[0044] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。