[實用新型]雙極板、燃料電池電堆和燃料電池系統

有效

• 申請號: 202022259986.8
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN212848504U
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 張磊;張威;肖彪;劉智亮
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01M8/0202
• 分類號: H01M8/0202;H01M8/0276;H01M8/0271;H01M8/2465
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 薛飛飛;黃國豪

本實用新型提供一種雙極板、燃料電池電堆和燃料電池系統，雙極板包括相互貼合的陽極板和陰極板，陰極板包括相背設置的第一表面和第二表面，陽極板包括相背設置的第三表面和第四表面，第一表面設有沿雙極板的寬度方向延伸的陰極氣體流道，第四表面設有沿雙極板的長度方向延伸的陽極氣體流道；陰極板長度方向的兩端均設有第一開口，陽極板長度方向的兩端均設有第二開口。第一表面還設有環形的第一密封槽，第一密封槽環繞在第一開口外，第四表面還設有環形的第二密封槽，第二密封槽環繞在陽極氣體流道和第二開口外；第一密封槽在陽極板上的正投影與第二密封槽錯位布置。該雙極板密封可靠,可以避免裝配過程中出現泄漏。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池技術領域，具體地說，是涉及一種雙極板、燃料電池電堆和燃料電池系統。

背景技術

燃料電池是將化學能轉化為電能的一種能源裝置。氫燃料電池在發生化學反應中會釋放出反應熱，這部分熱量需要進行及時的排出，防止燃料電池內部溫度過高燒壞用于催化反應的質子交換膜。常見的燃料電池冷卻方式有水冷及風冷，搭載兩種冷卻方式的燃料電池電堆所應用的場景不同。

申請人在公布號為CN111554949A的專利文獻中公開了一種風冷雙極板及燃料電池，電堆反應所需的氧氣從空氣中獲取，為了保證氫氣流入流場后可以充分反應，并且不產生泄漏。電堆在多片雙極板組裝時，都必須設置一定的密封膠條，用于密封住反應氣體防止泄漏。但是在實際使用過程中發現在膠圈重疊接縫處存在泄漏的問題。這是由于在兩塊雙極板夾一片膜電極進行組裝時，如圖1和圖2所示，長的密封膠圈101和短的密封膠圈102存在部分重疊的現象，當組裝完成后進行鎖緊時，密封膠圈受壓，必須將短的密封膠圈102一直壓到位，長的密封膠圈101上未與短的密封膠圈102重疊的部分才會開始受壓。因此會出現兩種密封膠圈重疊區域先受壓，未重疊區域后受壓的情況。如圖3所示，要達到密封的效果，必須將兩塊膠圈壓縮到一定程度，即必須將重疊區域先壓縮到與未重疊區域平行時，兩塊區域才開始一起往下壓縮，因此重疊區域與未重疊區域的密封膠條壓縮率是不一樣的，如果力不夠會導致未重疊區域壓縮率過小，沒辦法密封，在兩個區域的交接處容易產生泄露，力過大會導致重疊區域過壓，極板可能變性較為嚴重。

發明內容

本實用新型的第一目的是提供一種密封可靠的雙極板，該雙極板可以避免裝配過程中出現泄漏。

本實用新型的第二目的是提供一種具有上述雙極板的燃料電池電堆。

本實用新型的第三目的是提供一種具有上述燃料電池電堆的燃料電池系統。

為實現上述第一目的，本實用新型提供一種雙極板，包括相互貼合的陽極板和陰極板，陰極板包括相背設置的第一表面和第二表面，陽極板包括相背設置的第三表面和第四表面，第二表面和第三表面相對設置；第一表面設有沿雙極板的寬度方向延伸的陰極氣體流道，第四表面設有沿雙極板的長度方向延伸的陽極氣體流道；陰極板長度方向的兩端均設有第一開口，陽極板長度方向的兩端均設有第二開口，位于陰極板同一側的第一開口與第二開口相對設置；第一表面還設有環形的第一密封槽，第一密封槽環繞在第一開口外，第四表面還設有環形的第二密封槽，第二密封槽環繞在陽極氣體流道和第二開口外；第一密封槽在陽極板上的正投影與第二密封槽錯位布置。

由上述方案可見，通過將第一密封槽在陽極板上的正投影與第二密封槽錯位布置，當組裝完成后進行鎖緊時，位于第一密封槽和第二密封槽內的兩個密封膠圈同時受壓，一直壓縮到兩個密封膠圈達到密封的地步，這樣可以保證兩條密封膠圈任何位置壓縮受力都是一樣，不會出現壓縮不到位或者過壓的情況，在保證密封的基礎上保證極板不會局部過壓變形嚴重。另外，兩條密封膠圈錯位開，當組裝時可以保證兩條密封膠圈同時受力壓緊，并且不存在交接區，降低了泄露的風險。

一個優選的方案是，第三表面設有第一凹槽，第一凹槽環繞在第二開口外并且在水平方向上位于第二開口與第二密封槽之間，第一凹槽內設置有第一支撐凸起，第一支撐凸起在陰極板上的正投影與第一密封槽重疊。