[實用新型]極板結構、單電池和燃料電池

有效

• 申請號: 201920873498.0
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN209804805U
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 張永;張威;王陽
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/0254;H01M8/0267;H01M8/04119
• 代理公司: 11240 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 韓建偉

本實用新型提供了一種極板結構、單電池和燃料電池，極板結構應用于燃料電池，燃料電池還包括膜電極，極板結構用于與膜電極的擴散層接觸，其中，極板結構包括：極板主體，極板主體具有相對設置的第一連接端和第二連接端，第一連接端與擴散層相接觸，極板主體的第一連接端設置有第一流道和第二流道，第一流道和第二流道間隔設置；其中，第一流道具有相對設置的第一端和第二端，第一端設置有第一進口，第二端為封閉端；第二流道具有相對設置的第二進口和第二出口。本實用新型的極板結構解決了現有技術中的燃料電池的極板與擴散層的接觸區域內易滯留水的問題。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池技術領域，具體而言，涉及一種極板結構、單電池和燃料電池。

背景技術

燃料電池的流道內部流通的工質為反應氣體、水蒸氣及凝結水的多相混合物，其中，水來自于陰極催化層的還原反應，經擴散作用(通過擴散層)進入陰陽極流道并隨著氣體流動排出流道。反應生成水的及時排出能夠顯著提高燃料電池性能，一方面避免了催化層的水淹，從而避免了催化劑的電化學腐蝕；另一方面避免堵塞了反應氣體的擴散傳質通道，從而避免了催化層上的“燃料饑餓”。

然而，在實際使用中，良好的燃料電池水管理能夠及時排出流道中積聚的反應生成水，但很難驅走極板與擴散層相接觸區域內滯留的反應生成水，尤其在大電流密度下，接觸區的滯留水極易造成催化層的腐蝕并阻礙反應氣體通過擴散層的傳質過程，這最終限制了燃料電池性能及壽命的提升。因此，燃料電池中更好的水管理策略應當能夠對接觸區滯留水進行驅趕，或者從根源上避免反應生成水的滯留。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提供一種極板結構、單電池和燃料電池，以解決現有技術中的燃料電池的極板與擴散層的接觸區域內易滯留水的問題。

為了實現上述目的，根據本實用新型的第一個方面，提供了一種極板結構，應用于燃料電池，燃料電池還包括膜電極，極板結構用于與膜電極的擴散層接觸，極板結構包括：極板主體，極板主體具有相對設置的第一連接端和第二連接端，第一連接端與擴散層相接觸，極板主體的第一連接端設置有第一流道和第二流道，第一流道和第二流道間隔設置；其中，第一流道具有相對設置的第一端和第二端，第一端設置有第一進口，第二端為封閉端；第二流道具有相對設置的第二進口和第二出口。

進一步地，第一流道為多個，相鄰兩個第一流道之間設置有至少一個第二流道。

進一步地，相鄰兩個第一流道之間設置有一個或兩個第二流道。

進一步地，第一流道的流通面積小于第二流道的流通面積。

進一步地，第一進口的進口壓力P₁大于第二進口的進口壓力P₂。

進一步地，第一流道為矩形通道。

進一步地，第二流道為矩形通道。

進一步地，第二連接端設置有冷卻流道，冷卻流道為U型通道，U型通道具有第一通道和第二通道，第一通道為兩個，兩個第一通道平行設置，第二通道的一端與兩個第一通道中的一個第一通道相連通，第二通道的另一端與兩個第一通道中的另一個第一通道相連通；其中，第一通道的延伸方向、第一流道的延伸方向、第二流道的延伸方向均相同。

進一步地，第二流道具有第二底壁和兩個第二側壁，兩個第二側壁均與第二底壁連接且相對設置在第二底壁的兩側，第二側壁相對第二底壁垂直設置，兩個第二側壁沿第二流道的延伸方向均呈波浪狀。

進一步地，第二底壁沿第二流道的延伸方向呈波浪狀。

進一步地，第二連接端設置有冷卻流道，冷卻流道的延伸方向、第一流道的延伸方向、第二流道的延伸方向均相同。

進一步地，第二連接端設置有冷卻流道，冷卻流道為多個，多個冷卻流道間隔設置。