[发明专利]流场板及其包括该流场板的燃料电池

说明书

本申请公开了一种流场板及其包括该流场板的燃料电池，包括基体及流道组，流道组设置在基体上，流道组包括若干个间隔排列的流道，对流块沿流道的长度方向间隔布置在流道内，对流块的高度与流道的深度之比为0.4~0.7，流道通过设置对流块形成流道深度可变式结构，流道的第一端为进口端，流道的第二端为出口端，在单个流道内的所有对流块形成对流块组，的对流块组内两相邻对流块间的间距为导流间距，导流间距由进口端至出口端逐渐增长设置。既能实现流道向催化层的扩散又能增强相邻流道脊下对流，且不会因流道深度可变结构导致电堆水淹。

技术领域

本申请涉及燃料电池领域，尤其涉及一种流场板及其包括该流场板的燃料电池。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高效率、高能量密度和低污染等优点，从而受到许多领域研究者的广泛关注。

而流场板是质子交换膜燃料电池的重要组成部分，其主要包括基板和设置在基板上的流道。现有流场板由于结构限制会导致脊的存在，而脊的存在会对反应区域产生进一步压缩，从而进一步造成催化层反应气体浓度降低，降低燃料利用率和电池输出。

为了解决上述技术问题，现有技术中公开了申请公告号为CN10898764A的中国专利，该专利公开了“一种流场板，其特征在于，包括：基体，所述基体上具有多个流道；多个螺旋肋片，所述多个螺旋肋片沿所述流道的长度方向分布在所述流道内，所述螺旋肋片的两端分别向相反的方向弯曲”。

而上述专利只能实现气体在流道内流动，不能实现相邻流道间的脊下对流，而上述专利若要实现脊下对流则需要提高螺旋肋片的高度与流道深度间的比值，但是若是该比值大于0.4时，在大电流密度工况的前提下螺旋肋片会阻碍生成水的排出。

因此，提升高度与深度间的比值，以实现相邻流道的脊下对流与流道向催化层扩散的复合作用，并避免因流道深度可变结构导致电堆水淹是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请主要解决现有技术所存在的技术问题，提供一种既能实现流道向催化层的扩散又能增强相邻流道间脊下对流，且不会因流道深度可变结构导致电堆水淹的流场板及其包括该流场板的燃料电池。

为了解决上述技术问题实现上述发明目的，本申请一方面提供一种流场板，其特征在于，包括基体及流道组，所述流道组设置在所述基体上，所述流道组包括若干个间隔排列的流道，对流块沿所述流道的长度方向间隔布置在所述流道内，所述对流块的高度与所述流道的深度之比为0.4~0.7，所述流道通过设置所述对流块形成流道深度可变式结构，所述流道的第一端为进口端，所述流道的第二端为出口端，在单个所述流道内的所有所述对流块形成对流块组，所述的对流块组内两相邻所述对流块间的间距为导流间距，所述导流间距由所述进口端至所述出口端逐渐增长设置。

其中，所述流道靠近所述出口端一侧设置有导流段，所述导流段内不设置所述对流块。

其中，任一所述对流块均位于相邻所述对流块组的两相邻设置的所述对流块间，以形成两相邻所述对流块组的上下错位设置。

其中，所述流道横截面为由底面及两侧面形成的槽形结构。

其中，所述对流块与所述底面相连且向上凸起形成，所述对流块与两所述侧面相接。

其中，所述对流块靠近所述进口端设置有对流斜面，所述对流斜面与所述底面形成对流夹角。

其中，所述对流块靠近所述出口端设置有出口斜面，所述出口斜面与所述的底面形成出口夹角。

其中，所述对流夹角小于所述出口夹角。

其中，所述流道为平行流道。

为了解决上述技术问题实现上述发明目的，本申请另一方面提供燃料电池，其特征在于，包括：阴极流场板和阳极流场板，所述阴极流场板和阳极流场板中的至少之一为下述实施例中的流场板。