[發明專利]一種復合雙極板的燃料電池結構及燃料電池堆

有效

• 申請號: 201710790857.1
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107768697B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 顧志軍;陳杰
• 申請（專利權）人: 江蘇清能新能源技術股份有限公司;海盛氫能汽車有限公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/0267;H01M8/0271;H01M8/1004;H01M8/2457
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;徐婕超

本發明公開了一種復合雙極板的燃料電池結構及燃料電池堆。該電池結構依次包括：第一石墨板、金屬片、第二石墨板、氧氣擴散層、膜電極組件以及氫氣擴散層；其中，第一石墨板與氫氣擴散層相對的一側設有多個作為流道的凹槽，凹槽為氫氣流道；第二石墨板兩側面上均設有多個作為流道的凹槽，緊貼金屬片的一側凹槽為冷卻液流道，緊貼氧氣擴散層的一側凹槽為氧氣流道；金屬片的截面積大于第一石墨板的截面積；膜電極組件包括陽極、質子交換膜和陰極。本發明的電池結構尺寸小、重量輕且制造成本低。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，更具體地涉及一種復合雙極板的燃料電池結構及燃料電池堆。

背景技術

燃料電池，能以較高的效率將氫氣與氧氣(通常是空氣中的氧氣)直接轉化為電能，反應副產品是純水。因此具有節能、環保等優點。

傳統的水冷燃料電池堆存在燃料電池體積龐大、重量較重、成本較高的缺點，此缺點也制約了水冷燃料電池的推廣使用。

因此，本領域急需開發新的體積小重量輕成本低的燃料電池結構。

發明內容

本發明的目的是提供一種體積小重量輕且成本低的燃料電池結構和燃料電池堆。

在本發明的第一方面，本發明提供了一種復合雙極板的燃料電池結構。所述結構依次包括：第一石墨板、金屬片、第二石墨板、氧氣擴散層、膜電極組件以及氫氣擴散層；

其中，所述第一石墨板與所述氫氣擴散層相對的一側設有多個作為流道的凹槽，所述凹槽為氫氣流道；

所述第二石墨板兩側面上均設有多個作為流道的凹槽，緊貼所述金屬片的一側凹槽為冷卻液流道，緊貼所述氧氣擴散層的一側凹槽為氧氣流道；

所述金屬片的截面積大于所述第一石墨板的截面積；

所述膜電極組件包括陽極、質子交換膜和陰極。

所述第一石墨板的厚度為d1，d1滿足：0.3mm≤d1≤0.8mm。

所述第二石墨板的厚度為d2，d2滿足：1.2mm≤d2≤2.4mm。

所述金屬片的厚度為d3,d3滿足：0.05mm≤d3≤0.3mm。

優選地，所述第一石墨板的截面積小于所述第二石墨板的截面積。

優選地，所述氧氣擴散層、膜電極組件以及氫氣擴散層外設有密封條。

優選地，所述第一石墨板外設有密封條。

優選地，所述密封條為密封膠條。

優選地，所述密封條上還設有密封筋。

在本發明的第二方面，本發明提供了一種燃料電池堆。所述燃料電池堆由M個如本發明第一方面所述的燃料電池結構串聯疊加而成；其中，M為大于等于2的正整數。

優選地，M為6≤M≤300，相應的燃料電池堆的電壓為5.4～270V。

優選地，各個所述燃料電池結構之間通過密封膠條粘合密封。

在另一優選例中，所述電池堆還設有緊固件，用于固定所述燃料電池結構。

應理解，在本發明范圍內中，本發明的上述各技術特征和在下文(如實施例)中具體描述的各技術特征之間都可以互相組合，從而構成新的或優選的技術方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附圖說明

圖1為本發明的一種典型的復合雙極板燃料電池結構示意圖；

圖2為本發明的一種燃料電池堆結構示意圖。