權利要求書： 1.一種質子交換膜電解堆，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)之間設有中板組件(4)。

2.根據權利要求1所述的一種質子交換膜電解堆，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)兩種結構中的任意一種或多種。

3.根據權利要求2所述的一種質子交換膜電解堆，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應；

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.根據權利要求2所述的一種質子交換膜電解堆，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.根據權利要求1所述的一種質子交換膜電解堆，其特征在于，所述的電解堆(1)中有N個中板組件(4)，其中N為自然數(shù)。

6.根據權利要求1所述的一種質子交換膜電解堆，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.根據權利要求3所述的一種質子交換膜電解堆，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.根據權利要求3所述的一種質子交換膜電解堆，其特征在于，所述的上平板(411)、下平板(415)、第一連接管(412)的材質為耐腐蝕性材料；所述的中間嵌板(414)的材質為輕質材料。

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

說明書： 一種質子交換膜電解堆技術領域[0001] 本發(fā)明涉及燃料電池技術領域，具體涉及一種質子交換膜電解堆。背景技術[0002] 氫能作為一種清潔的能源，擁有巨大的發(fā)展前景。質子交換膜電解水制氫，具有零碳排放、反應快、電流密度高、體積小，變載適應性強等優(yōu)點，可與光伏和風能相配套實現(xiàn)風光儲氫一體化，發(fā)展前景廣闊。作為質子交換膜電解水制氫的關鍵設備——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)有技術中的電解堆一般是在電解堆的端板上設有氧氣和氫氣的進出口，或是在電解堆的中間設有一個或多個中間具有進出氣體接口的中板。由于，質子交換膜電解堆內部的電化學反應具有較強的電化學腐蝕性，所以電解堆的端板和中板一般采用耐腐蝕性較強的不銹鋼板。同時，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，這就導致電解堆的重量增加，存在成本高、不易安裝的缺點。發(fā)明內容[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷中的至少一種而提供一種質子交換膜電解堆。該電解堆中的中板組件采用了復合材料，在滿足電解堆整體性能的同時，降低了電解堆的整體質量；而且本發(fā)明設計的多層進氣結構，可以讓電解堆的前端板和后端板均可摒棄不銹鋼材料，轉而采用鋁合金材料。[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：[0006] 一種質子交換膜電解堆，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，會導致電解堆出現(xiàn)端頭效應，即電解堆首尾兩端的電解極板性能不佳，另外還會出現(xiàn)散熱不均等，導致電解制氫效率下降；本發(fā)明設計的電解堆中在相鄰的極板組件之間設有中板組件，有效避免散熱不均情況的出現(xiàn)，使電解堆的效率進一步提升。此外，該底電解堆采用了多層進氣結構，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行流動。[0008] 進一步地，所述的中板組件為第一中板組件和第二中板組件兩種結構中的任意一種或多種。也就是說，在本發(fā)明的某些實施例中，電解堆可以單獨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應；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] 進一步地，所述的電解堆中有N個中板組件，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] 進一步地，所述的上平板、下平板、第一連接管的材質為耐腐蝕性材料，如不銹鋼、鈦合金等；所述的中間嵌板的材質為輕質材料，如鋁合金、塑料等。[0015] 進一步地，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] 進一步地，所述的嵌板的材質為輕質材料，如鋁合金、塑料等；所述的第二連接管的材質為耐腐蝕性材料，如不銹鋼、鈦合金等。[0017] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：[0018] (1)質量輕：本發(fā)明設計的電解堆中的中板組件采用了復合材料，在滿足電解堆整體性能的同時，降低了電解堆的整體質量；而且本發(fā)明設計的多層進氣結構，可以讓電解堆的前端板和后端板均可摒棄不銹鋼材料，轉而采用鋁合金材料。[0019] (2)成本低：由于采用的輕便復合性的材料代替原先的不銹鋼材料，其制造工藝性及經濟型具有較高的優(yōu)勢，使得電解堆的成本降低。[0020] (3)可靠性：本發(fā)明設計的電解堆中涉及電解堆的進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)明設計的電解堆的整體結構示意圖；[0022] 圖2為本發(fā)明設計的電解堆的立體裝配圖；[0023] 圖3為實施例1所述的電解堆中中板組件結構示意圖；[0024] 圖4為實施例1所述的電解堆中中板組件立體裝配圖；[0025] 圖5為實施例2所述的電解堆中中板組件結構示意圖；[0026] 圖6為實施例2所述的電解堆中中板組件立體裝配圖；[0027] 圖7為本發(fā)明設計的電解堆中極板組件的立體裝配圖；[0028] 圖中標號所示：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。

具體實施方式[0029] 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。[0030] 實施例1[0031] 如圖1、2所示，一種質子交換膜電解堆，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之間設有中板組件4。本實施中的中板組件4為第一中板組件410。本實施例中電解堆1中有N個中板組件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415兩端均設有用于連接第一連接管412的通孔；通孔與限位槽位置對應；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的材質為耐腐蝕性材料；中間嵌板414的材質為輕質材料。

[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] 質子交換膜電解堆若直接將多片極板組件疊加而成，會導致電解堆出現(xiàn)端頭效應，即電解堆首尾兩端的電解極板性能不佳，另外還會出現(xiàn)散熱不均等，導致電解制氫效率下降；電解堆采用多層多端進氣可有效避免上述問題的出現(xiàn)，使電解堆的效率進一步提升。[0036] 本實施例中的電解堆1采用了復合型的第一中板組件410，以改善電解堆1的性能，同時又能降低電解堆1的整體質量；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構，上下平板之間設有第一連接管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度，所以中間嵌板414的材料可以是鋁合金或硬質塑料等材料構成。[0037] 實施例2[0038] 如圖1、2所示，一種質子交換膜電解堆，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之間設有中板組件4。本實施例中的中板組件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的材質為輕質材料；第二連接管421的材質為耐腐蝕性材料。

[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] 質子交換膜電解堆若直接將多片極板組件疊加而成，會導致電解堆出現(xiàn)端頭效應，即電解堆首尾兩端的電解極板性能不佳，另外還會出現(xiàn)散熱不均等，導致電解制氫效率下降；電解堆采用多層多端進氣可有效避免上述問題的出現(xiàn)，使電解堆的效率進一步提升。[0043] 本實施例中的電解堆1采用了復合型的第二中板組件420，以改善電解堆1的性能，同時又能降低電解堆1的整體質量；第二中板組件410采用嵌板423和連接管421這兩種主要部件，結構簡單。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塑料等材料制成。嵌板423上設有限位槽，用來定位及限制第二連接管421的移動。[0044] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。