[發明專利]一種燃料電池雙極板結構

有效

• 申請號: 201510820686.3
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105336967B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 孫毅;張偉;劉向;蔣永偉;朱榮杰
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/10
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 賈慧琴;張靜潔

1.一種燃料電池雙極板結構，其特征在于，該燃料電池雙極板結構包含：多個還原劑極板、多個氧化劑極板及多層膜電極組件；

多個所述氧化劑極板與多個所述還原劑極板間隔對稱設置；其中，每個所述氧化劑極板與對應的一個所述還原劑極板對稱匹配設置形成一對雙極板結構；

每層所述膜電極組件設置在一對所述雙極板結構的所述氧化劑極板與另一對所述雙極板結構的所述還原劑極板之間；

每對所述雙極板結構之間形成冷卻劑流場，每個所述還原劑極板與對應的所述膜電極組件之間形成還原劑流道，每個所述氧化劑極板與對應的所述膜電極組件之間形成氧化劑流道；

每個所述還原劑極板包含：

還原劑進口，還原劑通過所述還原劑進口進入所述還原劑極板內；

第一還原劑導流區域，所述第一還原劑導流區域的一端與所述還原劑進口連接；

還原劑活性反應區域，所述第一還原劑導流區域的另一端與所述還原劑活性反應區域的一端連接；

第二還原劑導流區域，所述第二還原劑導流區域一端與所述還原劑活性反應區域的另一端連接；

還原劑出口，與所述第二還原劑導流區域另一端連接；

所述第一還原劑導流區域內包含：

多個第一還原劑導流流道，每個所述第一還原劑導流流道的一端與所述還原劑進口連接；

多個第一還原劑導流流道脊，多個所述第一還原劑導流流道脊與多個所述第一還原劑導流流道間隔排列設置，每個所述第一還原劑導流流道脊的一端與所述還原劑進口連接；

所述還原劑活性反應區域內包含：

多個第二還原劑導流流道，每個所述第二還原劑導流流道的一端與對應的所述第一還原劑導流流道的另一端連接；

多個第三還原劑導流流道，多個所述第三還原劑導流流道與多個第二還原劑導流流道間隔排列，每個所述第三還原劑導流流道的一端與對應的所述第一還原劑導流流道脊的另一端連接；

所述第二還原劑導流區域內包含：

多個第四還原劑導流流道，每個所述第四還原劑導流流道的一端與對應的所述第二還原劑導流流道的另一端連接；每個所述第四還原劑導流流道的另一端與所述還原劑出口連接；

多個第二還原劑導流流道脊，多個所述第二還原劑導流流道脊與多個所述第四還原劑導流流道間隔排列設置，每個所述第二還原劑導流流道脊的一端與對應的所述第三還原劑導流流道的另一端連接，每個所述第二還原劑導流流道脊的另一端與所述還原劑出口連接，

還原劑通過所述還原劑進口進入所述第一還原劑導流區域內的多個第一還原劑導流流道，并分別通過所述還原劑活性反應區域內的多個第二還原劑導流流道、所述第二還原劑導流區域內的多個第四還原劑導流流道流出至所述還原劑出口；

每個所述氧化劑極板包含：

氧化劑進口，氧化劑通過所述氧化劑進口進入所述氧化劑極板內；該氧化劑進口與所述還原劑進口處于燃料電池雙極板結構的同一側；

第一氧化劑導流區域，所述第一氧化劑導流區域的一端與所述氧化劑進口連接；

氧化劑活性反應區域，所述氧化劑活性反應區域的一端與所述第一氧化劑導流區域的另一端連接；

第二氧化劑導流區域，所述第二氧化劑導流區域一端與所述氧化劑活性反應區域的另一端連接；

氧化劑出口，與所述第二氧化劑導流區域另一端連接；

所述第一氧化劑導流區域內包含：

多個第一氧化劑導流流道，每個所述第一氧化劑導流流道的一端與所述氧化劑進口連接；

多個第一氧化劑導流流道脊，多個所述第一氧化劑導流流道脊與多個所述第一氧化劑導流流道間隔排列設置，每個所述第一氧化劑導流流道脊的一端與所述氧化劑進口連接；多個所述第一氧化劑導流流道脊分別與多個所述第一還原劑導流流道脊交叉組成第三交叉點區域；

所述氧化劑活性反應區域內包含：

多個第二氧化劑導流流道，每個所述第二氧化劑導流流道的一端與對應的所述第一氧化劑導流流道的另一端連接；

多個第三氧化劑導流流道，多個所述第三氧化劑導流流道與多個第二氧化劑導流流道間隔排列，每個所述第三氧化劑導流流道的一端與對應的所述第一氧化劑導流流道脊的另一端連接；

所述第二氧化劑導流區域內包含：

多個第四氧化劑導流流道，每個所述第四氧化劑導流流道的一端與對應的所述第二氧化劑導流流道的另一端連接；每個所述第四氧化劑導流流道的另一端與所述氧化劑出口連接；

多個第二氧化劑導流流道脊，多個所述第二氧化劑導流流道脊與多個所述第四氧化劑導流流道間隔排列設置，每個所述第二氧化劑導流流道脊的一端與對應的所述第三氧化劑導流流道的另一端連接，每個所述第二氧化劑導流流道脊的另一端與所述氧化劑出口連接，

氧化劑通過所述氧化劑進口進入所述第一氧化劑導流區域內的多個第一氧化劑導流流道，并分別通過所述氧化劑活性反應區域內的多個第二氧化劑導流流道、所述第二氧化劑導流區域內的多個第四氧化劑導流流道流出至所述氧化劑出口；

每對所述雙極板結構的冷卻劑進口與所述氧化劑極板的氧化劑進口、所述還原劑極板的還原劑進口處于同一側，該對所述雙極板結構的冷卻劑出口與所述氧化劑極板的氧化劑出口、所述還原劑極板的還原劑出口處于同一側；

每對所述雙極板結構內包含多個冷卻劑導流流道；

多個所述冷卻劑導流流道分別與多個所述第一還原劑導流流道脊交叉組合，并在交叉處形成第一交叉點區域；

多個所述冷卻劑導流流道分別與多個所述第一氧化劑導流流道脊交叉組合，并在交叉處形成第二交叉點區域。