[發(fā)明專利]一種支持高電流密度放電的燃料電池電堆流場板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711185711.0
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108172857B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊代軍;李冰;張存滿
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: H01M8/0254
• 分類號: H01M8/0254;H01M8/026;H01M8/0263
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

1.一種支持高電流密度放電的燃料電池電堆流場板，其特征在于，包括背面相對連接的陰極流場板和陽極流場板，所述的陰極流場板和陽極流場板的正面分別加工有呈水波紋式的空氣流場通道和氫氣流場通道，在陰極流場板和陽極流場板的背面之間加工有冷卻水流場通道，所述的陰極流場板和陽極流場板上均具有連通的一對共用空氣通道、一對共用氫氣通道和一對共用水通道，并分別形成連接空氣流場通道、氫氣流場通道、冷卻水流場通道的進(jìn)出口端的空氣進(jìn)/出口、氫氣進(jìn)/出口和冷卻水進(jìn)/出口；

空氣進(jìn)/出口與空氣流場通道的面積之比介于8.5％～20％之間；

氫氣進(jìn)/出口與氫氣流場通道的面積比介于3.5％～8.5％之間；

冷卻水進(jìn)/出口與冷卻水流場通道的面積之比必介于3.2％～7.3％之間；

陰極流場板上，空氣流場通道的槽深g滿足：0.4≤g≤0.5mm，空氣流場通道的槽寬a與其脊背的寬度b的比值滿足：0.8≤a/b≤1.2；

陽極流場板上，氫氣流場通道的槽深h滿足：0.3≤h≤0.4mm，氫氣流場通道的槽寬c與其脊背的寬度d的比值滿足：0.8≤c/d≤1.2；

冷卻水流場通道的槽深i滿足：0.2≤i≤0.4mm，冷卻水流場通道的寬度e與其脊背的寬度f的比值滿足：3.0≤e/f≤6.0；

所述的空氣進(jìn)/出口、氫氣進(jìn)/出口在其分別與空氣流場通道和氫氣流場通道的連接處均鋪有橋片；

所述的陰極流場板和陽極流場板分別在其空氣側(cè)與氫氣側(cè)上設(shè)有空氣側(cè)密封槽和氫氣側(cè)密封槽，在空氣側(cè)密封槽和氫氣側(cè)密封槽內(nèi)分別裝有彈性密封件，使得形成與密閉的空氣反應(yīng)腔和氫氣反應(yīng)腔；

所述的陰極流場板和陽極流場板均進(jìn)行親水處理，并使得水在其表面的接觸角θ滿足：0°≤θ≤45°；

所述的共用空氣通道、共用氫氣通道和共用水通道在陰極流場板和陽極流場板上均設(shè)有兩個，其中，所述兩個共用空氣通道在陰極流場板和陽極流場板上平行的兩條短邊側(cè)分別設(shè)有一個，所述兩個共用氫氣通道和兩個共用水通道均在陰極流場板和陽極流場板上平行的兩條長邊側(cè)均分別設(shè)有一個，并保證兩個共用氫氣通道和兩個共用水通道均呈對角式布置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持高電流密度放電的燃料電池電堆流場板，其特征在于，所述的冷卻水流場通道加工在陰極流場板背面或陽極流場板背面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持高電流密度放電的燃料電池電堆流場板，其特征在于，所述的陰極流場板與陽極流場板上設(shè)有位置對應(yīng)并分別位于其側(cè)邊處的外定位凹槽與位于其四角處的內(nèi)定位孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持高電流密度放電的燃料電池電堆流場板，其特征在于，所述的陰極流場板和陽極流場板通過焊接或粘接形成整體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持高電流密度放電的燃料電池電堆流場板，其特征在于，所述陰極流場板和陽極流場板為金屬板、石墨板、石墨/金屬復(fù)合板或碳/碳復(fù)合板。