[发明专利]一种电池堆电极块的散热装置及燃料电池堆

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种电池堆电极块的散热装置及燃料电池堆；包括导热壳体，导热壳体包括位于两端的吸热部和散热部以及位于中部的传导部；其中，吸热部位于电池堆内相邻两电极块之间；传导部和散热部均位于电池堆外，散热部上安装有散热器，导热壳体内设有热传导腔室，用于将电极块产生的热量经吸热部吸入到热传导腔室内，并沿着热传导腔室经由传导部热传导至散热部；导热壳体的内壁上还布设有用于加速热传导的传热材料层；通过电池堆电极块散热装置的结构设计以解决现有技术中存在的不充分或者无效的电池冷却会导致整个或局部电池温度过高，这样会使得膜脱水，收缩，褶皱甚至破裂的技术问题。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种电池堆电极块的散热装置及燃料电池堆。

背景技术

当前，针对环境污染以及化石能源不断消耗的现状，高效、清洁的替代能源成为当今世界各国能源政策的主导方向。质子交换膜燃料电池是一种将储存在氢燃料和氧化剂中的化学能直接转换为电能的发电装置，主要产物是水、发电效率高，质子交换膜燃料电池以其能量密度高、转换效率高、低碳、零排放、噪音低、使用灵活方便的等优点，逐渐成为国内外大力研究的新型动力源。质子交换膜燃料电池，其结构主要包括：设置在一对端板之间的若干单电池，单电池包括阳极极板和阴极极板，阳极极板和阴极极板间设有膜电极。

燃料电池的温度分布对电池性能的显著的影响，它决定了水的蒸发和凝结，影响了水的分布，通过热表面张力和热浮力作用影响了多组分气体扩散传输。不充分或者无效的电池冷却会导致整个或局部电池温度过高，这样会使得膜脱水，收缩，褶皱甚至破裂，膜的水合对保证高的质子传导率和相应的电池性能很重要。因此，需要保持燃料电池内部的热平衡，使其在一定的温度范围内工作。

而现有的燃料电池散热方式大多为液冷，需要额外的冷却机组等附属设备，还需要在极板背面加工冷却流道，使得极板的强度降低，还相应的增大了整个燃料电池系统的体积和成本，不符合现代设备趋向于微型化、绿色化的思想。CN201210592538.7，即一种燃料电池用风冷一体化双极板，在阳极板和阴极板间设置散热板，在散热板上开始流道散热，该结构设计导热慢，不利于热量的散出。

因此，针对上述问题本发明急需提供一种电池堆电极块的散热装置及燃料电池堆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池堆电极块的散热装置及燃料电池堆，通过电池堆电极块散热装置的结构设计以解决现有技术中存在的不充分或者无效的电池冷却会导致整个或局部电池温度过高，这样会使得膜脱水，收缩，褶皱甚至破裂的技术问题。

本发明提供的一种电池堆电极块的散热装置，包括导热壳体，导热壳体包括位于两端的吸热部和散热部以及位于中部的传导部；其中，吸热部位于电池堆内相邻两电极块之间；传导部和散热部均位于电池堆外，散热部上安装有散热器，导热壳体内设有热传导腔室，用于将电极块产生的热量经吸热部吸入到热传导腔室内，并沿着热传导腔室经由传导部热传导至散热部；导热壳体的内壁上还布设有用于加速热传导的传热材料层。

优选地，沿热传导腔室内间隔布设有多个传热材料层支柱，用于对传热材料层的支撑，传热材料层支柱的两端均与传热材料层固接。

优选地，吸热部、传导部和散热部的长度比为1：0.5：1-1.5。

优选地，传热材料层包括布设于导热壳体内壁的多孔金属，多孔金属内部吸附有传热工质。

优选地，传热工质包括丙酮、乙醇、甲苯或水中的至少一种。

优选地，散热器包括沿散热部的长度方向间隔布设的多个翅片，各翅片上设有沿翅片长度方向间隔布设的多个散热孔。

优选地，传热材料层支柱的材质为金属；翅片的材质为金属。

优选地，翅片设置在导热壳体的一侧或两侧。

优选地，导热壳体的厚度为0.8mm-1.2mm。