[發明專利]用于燃料電池的雙極板

在審

• 申請號: 202010675010.0
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN112242537A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 徐春川;魯自界;楊駿;丹尼爾·E·維爾科什;平野伸一
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/1007;H01M8/22;H01M8/2457
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠

一種用于燃料電池的雙極板，包括陽極板和陰極板。所述陽極板在所述陽極板的第一側上具有氫氣流通道，并且在所述陽極板的第二側上具有冷卻劑通道。所述陰極板具有抵靠所述陽極板的所述第二側設置以覆蓋所述冷卻劑通道的第一側，并且具有限定被配置為接收空氣氣流的凹陷式凹穴的第二側。導流件設置在所述凹穴中，使得入口歧管沿著所述導流件的第一邊緣形成，并且出口歧管沿著所述導流件的第二邊緣形成。所述導流件限定從所述入口歧管延伸到所述出口歧管的通道。多個開口通過所述導流件限定。

技術領域

本公開涉及用于機動車輛的燃料電池，并且更具體地涉及雙極板的流場設計。

背景技術

氫燃料電池，并且特別地質子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuelcell，PEMFC)是用于汽車和固定應用的一種潛在電源。PEMFC中的反應涉及氫分子在陽極處分裂成氫離子和電子，而質子與氧和電子在陰極處重新結合形成水并釋放熱量。通常，質子交換膜在PEMFC中用作質子導體。包含例如鉑和/或鉑合金的催化劑層用于催化電極反應。可包括微孔層和氣體擴散背襯層的氣體擴散層用于傳輸反應物氣體和電子以及除去產物水和熱量。

發明內容

根據一個實施例，一種用于燃料電池的雙極板包括陽極板和陰極板。所述陽極板在所述陽極板的第一側上具有氫氣流通道，并且在所述陽極板的第二側上具有冷卻劑通道。所述陰極板具有抵靠所述陽極板的所述第二側設置以覆蓋所述冷卻劑通道的第一側，并且具有限定被配置為接收空氣氣流的凹陷式凹穴的第二側。導流件設置在所述凹穴中，使得入口歧管沿著所述導流件的第一邊緣形成，并且出口歧管沿著所述導流件的第二邊緣形成。所述導流件限定從所述入口歧管延伸到所述出口歧管的通道。多個開口通過所述導流件限定。

根據另一個實施例，一種用于燃料電池的雙極板包括具有氫氣通道的陽極側和限定凹陷式凹穴的陰極側。冷卻劑通道設置在所述陽極側與所述陰極側之間。至少一個空氣端口與所述凹穴流體連通。導流件設置在所述凹穴中，使得入口歧管沿著所述導流件的第一邊緣形成，并且出口歧管沿著所述導流件的第二邊緣形成。所述導流件限定從所述入口歧管延伸到所述出口歧管的通道。多個開口通過所述導流件限定。

根據又一個實施例，一種燃料電池包括以堆疊形式設置的多個單元電池。每個單元電池包括具有陽極和陰極的膜電極組件(membrane electrode assembly，MEA)、雙極板以及導流件。所述雙極板具有限定與空氣端口流體連通的凹陷式凹穴的陰極側、陽極側以及位于所述陰極側與所述陽極側之間的冷卻劑通道。所述雙極板抵靠所述MEA設置，使得所述陰極設置在所述凹穴上方。所述導流件設置在所述凹穴中，其中前側面向所述MEA并且背側面向所述凹穴的底部。所述導流件包括多個隆起部。

附圖說明

圖1是燃料電池車輛的示意圖。

圖2是質子交換膜燃料電池組的分解視圖。

圖3是示出兩個單元電池的燃料電池組的一部分的側面剖視圖。

圖4A是陽極板的前視圖，示出其氫氣流側。

圖4B是陽極板的后視圖，其示出冷卻劑流側。

圖5A是陰極板的后視圖，其示出氧化劑流側。

圖5B是陰極板的前視圖，其示出冷卻劑流側。

圖6是安裝有導流件的陰極板的前視圖。

圖7是根據實施例的導流件的透視圖。

圖8是陰極板的剖視圖。

圖9是根據另一個實施例的導流件的透視圖。

圖10是另一個陰極板的前視圖。

圖11是圖10的陰極板的導流件的隆起部的側視圖。