[發明專利]燃料電池用雙極板

無效

• 申請號: 201010136286.8
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN101826621A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 高勇
• 申請（專利權）人: 上海恒勁動力科技有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M8/02
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 季江勝

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，特別涉及燃料電池的雙極板。

背景技術

燃料電池通常由多個電池單元構成，每個電池單元包括兩個電極(陽極和陰極)，該兩個電極被電解質元件隔開，并且彼此串聯地組裝，形成燃料電池堆。通過給每個電極供給適當的反應物，即給一個電極供給燃料而另一個供給氧化劑，實現電化學反應，從而在電極之間形成電位差，并且因此產生電能。

為了給每個電極供給反應物，使用通常稱為“雙極板”并且設置在每個單個電池的兩側的特定界面元件。這些雙極板通常是鄰近陽極或陰極支撐體放置的單個元件的形式。雙極板是燃料電池組的重要元件。燃料電池堆在運行過程中，雙極板執行如下功能以維持燃料電池堆的最佳工作狀態以及使用壽命：(1)電池導電體，極板兩側分別形成陰極陽極，將一個個電池單元串聯以組成燃料電池堆；(2)通過流道向電極提供反應氣(傳質)；(3)協調水與熱的管理，防止冷卻介質及反應氣體外漏；(4)向膜電極組件(MEA)提供結構強度支持。

為完成上述功能，雙極板的材料需要具有高電導率、足夠的機械強度、良好的熱導、氣體透過率低、抗腐蝕且能在電池工作環境中化學穩定相當長的時間。此外，考慮到設計與易于加工制造的需要，雙極板的材料還應該具備重量輕，體積小，成本低廉，甚至要求可回收利用等特征。

由于燃料電池的電化學反應的工作環境，采用的材料還必須耐電化學腐蝕并具有良好的結構強度和穩定性。因此要設計一個高性能的電池的雙極板，必須充分考慮各個方面的因素。通常用于電池雙極板的材料包括：碳板、金屬板等。傳統上電池極板使用碳板是因為其具有較好的導電、傳熱和防腐蝕性。而使用金屬板的原因在于，其具有良好的導電性、結構強度和成型性，經表面抗腐蝕處理也是作為電極板的好材料。

另外由于電池極板的制作費用高昂，為降低燃料電池的成本，燃料電池的設計的努力方向之一就是尋求優化電池雙極板的設計和制作方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種燃料電池用雙極板，以優化現有燃料電池雙極板的設計。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種燃料電池用雙極板，所述雙極板包括電化學反應區域和非電化學反應區域，所述電化學反應區域和非電化學反應區域拼接連接。

進一步地，所述電化學反應區域位于中部，所述非電化學反應區域位于所述電化學反應區域周邊。

進一步地，所述非電化學反應區域的材料為非導電材料。

進一步地，所述非電化學反應區域的材料密度為0.1至1.5克每立方厘米。

進一步地，所述非電化學反應區域設有反應物輸送通道。

進一步地，所述非電化學反應區域設有安裝孔。

進一步地，所述電化學反應區域與所述非電化學反應區域相拼接的部分和所述非電化學反應區域的對應的拼接部分之間粘接連接。

進一步地，所述電化學反應區域與所述非電化學反應區域相拼接的部分和所述非電化學反應區域的對應的拼接部分之間擠壓連接。

進一步地，所述電化學反應區域與所述非電化學反應區域相拼接的部分和所述非電化學反應區域的對應的拼接部分之間熱壓連接。

進一步地，所述電化學反應區域與所述非電化學反應區域相拼接的部分為臺階形，所述非電化學反應區域的拼接部分為對應的倒臺階形。

進一步地，所述電化學反應區域與所述非電化學反應區域相拼接的部分為鋸齒形，所述非電化學反應區域的拼接部分為對應的倒鋸齒形。

進一步地，所述電化學反應區域與所述非電化學反應區域相拼接的部分為一個或多個凸起，所述非電化學反應區域的拼接部分為對應的一個或多個凹槽。

進一步地，所述電化學反應區域與所述非電化學反應區域相拼接的部分為一個或多個凹槽，所述非電化學反應區域的拼接部分為對應的一個或多個凸起。

進一步地，所述電化學反應區域和所述非電化學反應區域相拼接側壁上分別對應設有一環狀凹槽，所述環狀凹槽內設有一環狀密封條。

進一步地，所述電化學反應區域和非電化學反應區域的厚度相同。

本發明將燃料電池的雙極板分成電化學反應區域和非電化學反應區域，各個區域被復合拼接構成完整的雙極板，用這樣的雙極板疊合而建造了新型的燃料電池。這種電池雙極板的設計，優化了極板導電性能，減少了損耗、提高了效率，同時有效降低材料成本和簡化了制作的復雜性。

以下結合附圖及實施例進一步說明本發明。

附圖說明

圖1是本發明燃料電池的拼接雙極板實施例一的結構示意圖；

圖2是本發明燃料電池的拼接雙極板實施例二的A-A剖視圖；