[实用新型]燃料电池分隔件、单体燃料电池和燃料电池电堆

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池分隔件、单体燃料电池和燃料电池电堆，所述燃料电池分隔件，包括：阳极板，所述阳极板的第一侧面设有阳极流道，所述阳极流道的至少部分沿第一方向延伸；阴极板，所述阴极板的第一侧面设有阴极流道，所述阴极流道的至少部分沿与第一方向垂直的第二方向延伸；其中所述阳极板与所述阴极板层叠设置，且所述阳极板的第二侧面与所述阴极板的第二侧面相对设置。本实用新型的燃料电池分隔件，有利于平衡燃料电池的水热分布以及生产水快速排出，有利于膜的润湿，从而提高燃料电池的性能和使用寿命，且这种燃料电池分隔件的结构简单，无需特殊的高加工精度，加工成本低，利于工业化生产。

技术领域

本实用新型属于燃料电池制造技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池分隔件、具有该燃料电池分隔件的燃料电池电堆和一种单体燃料电池。

背景技术

燃料电池尤其氢燃料电池主要用于新能源汽车系列的燃料电池动力汽车、客车以及卡车、新能源燃料电池动力机车、飞行器、家庭用分散电源等领域。

燃料电池具有堆叠结构，通常是由单体燃料电池层叠多个而成的层叠体而构成。单体燃料电池一般来说包括发电体和隔板，发电体包含电解质膜和配置在电解质膜两面上的电极催化层。在燃料电池组中，层叠体的两端依次层叠集电板、绝缘板、端板，并使用连结装置将分别处于层叠体两侧的一对端板连结，使其保持层叠状态。

分隔件表面有供给反应气体流动的流路，该流路的设置方式对燃料电池的效率影响较大。相关技术中，分隔件提供的还原剂气体流路及氧化剂气体流路的结构较为简单，未考虑到气体的实际走向。

燃料电池的特性要求氢氧侧所需的反应空间不同，一般采用两侧流道设计宽度不同的方法解决该问题。但流道宽度增大的一侧导致该侧流道宽深比增大，从而导致反应效率降低或电池体积的增大。此外，也有可能增加冲压加工的复杂程度。

燃料电池在发电过程中，会产生热量。相关技术中，为了带走热量，通常是在分隔件的边缘区设置冷却流道，该方式的冷却效果不好，长期使用会导致燃料电池的升温严重，影响电化学反应的效率。

在堆叠燃料电池的层叠体时，层叠体的压装效果直接影响燃料电池的反应效率。相关技术中，需要设置独立的压装边框来实现层叠体的压装，零部件较多，工艺复杂。

燃料电池的堆叠结构是通过对置于对各单电池层叠体两端的端板上施加紧固力而形成。相关技术中，需要设置独立的压装边框，用于施加紧固力的杆件穿过压装边框。这种压装方式导致电池内部压力不均匀，从而影响电池性能。

为了实现膜电极发电体的定位及固定，采用在膜电极四周设置与膜电极一体的绝缘绝缘框来实现。在承受电池工作的高压力时，绝缘框本身与膜电极材料属性的不同易导致绝缘框的变形及移位，进而影响电池性能。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

根据本实用新型实施例的燃料电池分隔件，包括：阳极板，所述阳极板的第一侧面设有阳极流道，所述阳极流道的至少部分沿第一方向延伸；阴极板，所述阴极板的第一侧面设有阴极流道，所述阴极流道的至少部分沿与第一方向垂直的第二方向延伸；其中所述阳极板与所述阴极板层叠设置，且所述阳极板的第二侧面与所述阴极板的第二侧面相对设置。

根据本实用新型实施例的燃料电池分隔件，有利于平衡燃料电池的水热分布以及生产水快速排出，有利于膜的润湿，从而提高燃料电池的性能和使用寿命，且这种燃料电池分隔件的结构简单，无需特殊的高加工精度，加工成本低，利于工业化生产。

根据本实用新型一个实施例的燃料电池分隔件，所述阳极板包括阳极反应区和环绕所述阳极反应区的阳极边缘区，所述阳极流道设于所述阳极反应区的第一侧面；所述阴极板包括阴极反应区和环绕所述阴极反应区的阴极边缘区，所述阴极流道设于所述阴极反应区的第一侧面。