[實(shí)用新型]一種用于燃料電池的雙極板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821332076.4
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN208753435U
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳麗鮮;童路攸;翟博;閆虎
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江衡遠(yuǎn)新能源科技有限公司;山東衡遠(yuǎn)新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/026
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

本實(shí)用新型涉及燃料電池領(lǐng)域，具體是一種用于燃料電池的雙極板，包括板體和至少一個(gè)流道，所述流道開設(shè)在所述板體內(nèi)，所述流道的一端形成氣體入口，用于連通氣體輸送裝置，所述流道的另一端形成廢氣出口，所述流道的容積沿氣體流動方向逐漸減小；所述流道的深度沿氣體流動方向逐漸減小，所述流道的寬度不沿氣體流動方向變小。本實(shí)施例提供的燃料電池，在不增加或減小現(xiàn)有技術(shù)中雙極板需要足夠的溝槽面積的基礎(chǔ)上，通過簡單的流道變徑設(shè)計(jì)，用體積減小補(bǔ)償氣體在流道流動過程中因氣體消耗引起的壓降，從而保證雙極板各個(gè)位置上流道內(nèi)的氣體與擴(kuò)散層的交換效率，使氣體能夠均勻分配至膜電極各處，提高燃料電池的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及燃料電池領(lǐng)域，特別涉及一種用于燃料電池的雙極板。

背景技術(shù)

燃料電池(FC)是一種直接將儲存在燃料(如氫氣、甲醇、乙醇、聯(lián)氨、烴類等)和氧化劑(空氣或氧氣)中的化學(xué)能通過電極反應(yīng)高效、無污染地轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換器。只要外界源源不斷地提供燃料，燃料電池就可以持續(xù)向外界供電，具有效率高、體積能量密度高、啟動快速、工作溫度低、無污染等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于其使用壽命長、設(shè)計(jì)簡單、單位面積電流密度大及體積小等特點(diǎn)，使其制作更容易實(shí)現(xiàn)微小化及模組化。目前，氫燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)被認(rèn)為是最有前途的新能源產(chǎn)業(yè)之一。

燃料電池中的單電池包括雙極板、密封圈、膜電極(MEA)，其中膜電極包括質(zhì)子交換膜、催化層和擴(kuò)散層。其中雙極板置于膜電池組(MenbraneElectrodeAssembly)的兩端，是燃料電池結(jié)構(gòu)中的重要組件，通常雙極板上設(shè)有流道，作為供應(yīng)燃料的通道，使反應(yīng)物能經(jīng)由流道到達(dá)擴(kuò)散層，進(jìn)而進(jìn)入催化層參與反應(yīng)。極板流場應(yīng)保證MEA各處充分獲得反應(yīng)氣體，具有較強(qiáng)的氣體對流及擴(kuò)散能力，以避免電化學(xué)反應(yīng)遲緩。因此，一方面極板需要有足夠的溝槽面積，保證氣體與擴(kuò)散層的充分接觸，提高催化劑利用率，但溝槽面積過大會造成MEA與極板之間的接觸電阻過大，影響電子傳輸效率；另一方面，優(yōu)良的極板結(jié)構(gòu)需要保證反應(yīng)氣體通過流場的壓力降適中，壓降太大會造成過高的壓力損失，壓降太小則不利于反應(yīng)氣體在膜電極各個(gè)位置的均勻分配。綜上，極板流場的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對整個(gè)電池性能起著關(guān)鍵性的作用。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有變徑流道的，能夠保證反應(yīng)氣體通過流場的壓力降適中的用于燃料電池的雙極板。

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種用于燃料電池的雙極板，包括板體和至少一個(gè)流道，所述流道開設(shè)在所述板體內(nèi)，所述流道的一端形成氣體入口，用于連通氣體輸送裝置，所述流道的另一端形成廢氣出口，所述流道的深度沿氣體流動方向逐漸減小。

具體地，所述流道的寬度不沿氣體流動方向變小。

優(yōu)選地，廢氣出口處的流道深度為所述氣體入口處的流道深度的50％～90％。

具體地，所述雙極板為一側(cè)板面上設(shè)有所述流道的單流道板或?yàn)殡p側(cè)板面上均設(shè)有所述流道的雙流道板。

優(yōu)選地，所述雙流道板包括至少一個(gè)第一流道和至少一個(gè)第二流道，所述第一流道與第二流道相對設(shè)置在所述雙面流道板的兩個(gè)側(cè)面，所述第一流道的深度變化方向與所述第二流道的深度變化方向相反。

優(yōu)選地，所述燃料電池還包括若干輔助流道，所述輔助流道平行設(shè)置并與所述流道相交，所述輔助流道的深度大于相交處所述流道的深度。

進(jìn)一步地，所述燃料電池還包括總排液槽，所述總排液槽的深度大于或等于所述輔助流道的深度，所述輔助流道的一端與所述排液槽連通。

優(yōu)選地，所述輔助流道與所述流道的深度差沿氣體的流動方向不變或逐漸增大。

優(yōu)選地，每個(gè)所述流道還包括至少一個(gè)設(shè)在流道壁內(nèi)的流道排液槽，所述流道排液槽沿氣體的流動方向設(shè)置，所述流道排液槽的深度大于所述流道的深度。