[發明專利]圓形風冷電堆及其單片電池

在審

• 申請號: 202111418643.4
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114050285A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 王瑞;曾廣彬;牛鴻鵬;張淑賢;彭旭
• 申請（專利權）人: 深圳國氫新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0263
• 分類號: H01M8/0263;H01M8/0267;H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/2457
• 代理公司: 深圳市華勤知識產權代理事務所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

本發明公開一種圓形風冷電堆及其單片電池，該圓形風冷電堆的單片電池包括氫氣側流場板、膜電極、金屬網片和空氣側流場板，所述氫氣側流場板、膜電極、金屬網片和空氣側流場板依次層疊密封設置，所述氫氣側流場板和所述空氣側流場板均為圓形狀；所述氫氣側流場板上構造有進氫口、出氫口和兩個第一環形氣道，兩個所述第一環形氣道相對設置在所述氫氣側流場板靠近所述膜電極的一側兩個所述第一環形氣道分別位于所述進氫口和所述出氫口之間；所述空氣側流場板上構造有進空口、出空口和兩個第二環形氣道，兩個所述第二環形氣道相對設置在所述空氣側流場板靠近所述金屬網片的一側，兩個所述第二環形氣道分別位于所述進空口和所述出空口之間。

技術領域

本發明涉及燃料電池領域，特別涉及一種圓形風冷電堆及其單片電池。

背景技術

圓形風冷電堆是指由多個單片電池疊加組成的電池堆，片數越多，電壓越高，單片電池的面積越大，電流越大。

傳統風冷型燃料電池的外形一般為矩形，其包括有氫側流場板和氧側流場板(一分二的雙極板)，氫側流場板用于提供氫氣流動的氫氣氣路，氧側流場板用于提供空氣流動的空氣氣路，兩個流場板同時有導電、傳熱與機械支撐的作用，其中，空氣氣路與氫氣氣路的流動方向垂直交叉。

參見圖1，傳統風冷型燃料電池的氫氣路流場沿矩形的長邊方向，而空氣路流場沿矩形的短邊方向。空氣路流場的路徑相較于氫氣路流場路徑較短，空氣側的熱量與水分很快會被風扇帶走，燃料電池的保水性和溫控性較差。同時，由于氫氣是由高壓氫氣瓶供給的，氫氣的溫度很低，明顯低于室溫，若電堆運行在比較高的一個功率下，這些剛進堆的氫氣會導致前面一段的膜電極溫度與后面一段的溫度不一樣，導致溫度不均。

發明內容

本發明的主要目的在于提出一種圓形風冷電堆的單片電池，旨在解決上述背景技術中所提出的技術問題。

為實現上述目的，本發明提出一種圓形風冷電堆的單片電池，所述圓形風冷電堆的單片電池包括氫氣側流場板、膜電極、金屬網片和空氣側流場板，所述氫氣側流場板、膜電極、金屬網片和空氣側流場板依次層疊密封設置，所述氫氣側流場板和所述空氣側流場板均為圓形狀；

所述氫氣側流場板上構造有進氫口、出氫口和兩個第一環形氣道，兩個所述第一環形氣道相對設置在所述氫氣側流場板靠近所述膜電極的一側兩個所述第一環形氣道分別位于所述進氫口和所述出氫口之間；

所述空氣側流場板上構造有進空口、出空口和兩個第二環形氣道，兩個所述第二環形氣道相對設置在所述空氣側流場板靠近所述金屬網片的一側，兩個所述第二環形氣道分別位于所述進空口和所述出空口之間。

優選地，所述第一環形氣道為U字環形氣道、Z字環形氣道或S字環形氣道。

優選地，所述第二環形氣道包括內外間隔設置的多個分支氣道，每個所述分支氣道均與所述空氣側流場板同心設置。

優選地，所述空氣側流場板遠離所述金屬網片的一側設置有若干散熱翅片，每一所述散熱翅片沿所述空氣側流場板的徑向延伸。

優選地，相鄰兩所述散熱翅片之間的距離相同。

優選地，所述圓形風冷電堆的單片電池還包括第一氣體擴散層和第二氣體擴散層，所述第一氣體擴散層設于所述氫氣側流場板和所述膜電極之間，所述第二氣體擴散層設于所述金屬網片與所述膜電極之間。

優選地，所述氫氣側流場板的第一環形氣道和所述空氣側流場板的第二環形氣道均為密封結構。

本發明還提出一種圓形風冷電堆，該圓形風冷電堆包括前述記載的圓形風冷電堆的單片電池，所述圓形風冷電堆的單片電池包括氫氣側流場板、膜電極、金屬網片和空氣側流場板，所述氫氣側流場板、膜電極、金屬網片和空氣側流場板依次層疊密封設置，所述氫氣側流場板和所述空氣側流場板均為圓形狀；