[發明專利]一種氫燃料電池流場板

有效

• 申請號: 201611077526.5
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108123148B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 陳堯春
• 申請（專利權）人: 紹興俊吉能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0263
• 分類號: H01M8/0263
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種氫燃料電池流場板，包括金屬基板，所述金屬基板正面開設有氫側流槽且所述金屬基板背面開設有氧側流槽，所述金屬基板由鈦合金制成，所述金屬基板的厚度為0.05mm?0.15mm，所述金屬基板外壁形成有碳纖維滲透層。通過采用上述技術方案，當金屬基板為鈦合金時，在滿足抗壓強度≥75Mpa和抗折強度≥50Mpa的條件下，金屬基板只需0.05mm?0.15mm即可。減小了燃料電池電極堆的體積，從而使燃料電池可安裝在更多安裝空間較小的工況下。碳纖維滲透層，可提高金屬基板的導電性，從而減小了電流產生后在流場板上的損失，使燃料電池可輸出更多的有效電能。

技術領域

本發明涉及氫燃料電池，具體涉及一種氫燃料電池流場板。

背景技術

流場板是燃料電池的重要組成部分，它為電池分配燃料與氧化劑并串連相鄰電池。由于實際生產中燃料電池的性能不但取決于電池的材料和工藝水平，還很大程度上受到燃料和氧化劑流體分配均勻性的影響，均勻的流體分配有利于提高質子交換膜燃料電池的性能。在現有技術中一般采用石墨來制作流場板。

如公告號為CN203760566U的專利，該專利公開了一種燃料電池中的石墨流場板結構，包括硬質石墨板體，在硬質石墨板體上成型有上通孔和下通孔，上通孔和下通孔形狀和大小相同且在硬質石墨板體相對平行排列，在硬質石墨板體的一側上成型有若干個氫側流槽，氫側流槽的二端分別與上通孔和下通孔相通；在上通孔和下通孔之間的硬質石墨板體的另一側上成型有若干個氧側流槽，氧側流槽的二端分別與硬質石墨板體的外部相通。

該專利的缺點在于：該流場板由硬質石墨板體構成，當流場板要達到抗折強度達到≥50Mpa，抗壓強度達到≥75Mpa時，流場板的厚度需至3mm-4mm，使用該流場板的燃料電池體積會較大。當使用該流場板的燃料電池需用于一些特殊場合時，如使用在小型無人機上時，由于無人機可安裝燃料電池的空間，該燃料電池將會由于空間不夠而無法安裝。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種氫燃料電池流場板，通過將流場板設置呈設有碳纖維滲透層的金屬基板，金屬基板為鈦合金制成，在滿足抗壓強度≥75Mpa和抗折強度≥50Mpa的條件下，金屬基板只需0.05mm即可，從而減小燃料電池的體積，使燃料電池可安裝在更多安裝空間較小的工況下。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種氫燃料電池流場板，包括金屬基板，所述金屬基板正面開設有氫側流槽且所述金屬基板背面開設有氧側流槽，所述金屬基板由鈦合金制成，所述金屬基板的厚度為0.05mm-0.15mm，所述金屬基板外壁形成有碳纖維滲透層，所述碳纖維滲透層為內部均勻分布有碳纖維粉末的鈦合金板。

通過采用上述技術方案，當金屬基板為鈦合金時，在滿足抗壓強度≥75Mpa和抗折強度≥50Mpa的條件下，金屬基板只需0.05mm-0.15mm即可。由于燃料電池的電極堆是由流場板堆疊而成，采用金屬基板后在流場板主要結構強度相同的前提下，流場板厚度減小到了原來流場板厚度的1/30，大大的減小了燃料電池電極堆的體積，從而使燃料電池可安裝在更多安裝空間較小的工況下，如小型無人機。

同時由于流場板的最基礎作用是收集電化學反應過程中釋放出來的電子，電子通過外部負載的過程產生電流，驅動負載工作。故它需要較好的導電性，從而減小電流損失。通過在金屬基板外壁添加碳纖維滲透層，從而提高金屬基板的導電性，從而減小了電流產生后在流場板上的損失，使燃料電池可輸出更多的有效電能。

且由于碳纖維具有較好的耐超高溫性，耐疲勞性和耐腐蝕性。從而碳纖維滲透層可有效的防止金屬基板氧化，使金屬基板具有更長的使用壽命。且由于鈦合金的在500℃-600℃的溫度下仍保持其強度和抗蠕變性能，碳纖維的熔點為3000攝氏度，故流場板可處于-10℃-600℃的工況環境中工作，使該燃料電池可用于更加廣泛的工況中。

本發明的進一步設置為：所述氫側流槽呈蛇形設置，所述氫側流槽的始端和末端均開有通槽。