[实用新型]燃料电池双极板及具有其的燃料电池

说明书

本申请是关于一种燃料电池双极板及具有其的燃料电池，该燃料电池双极板包括：阴极板和阳极板；阴极板包括：阴极反应面和阴极冷却面；阴极反应面上具有多条两次转向的第一蛇形流道；第一蛇形流道的两端分别与阴极反应面两端的空气进口和空气出口相连；阳极板包括：阳极反应面和阳极冷却面；阳极反应面上具有多条四次转向的第二蛇形流道；第二蛇形流道的两端分别与阳极反应面两端的氢气进口和氢气出口相连；相对设置的阴极冷却面和阳极冷却面之间设置有支撑结构，阴极冷却面和阳极冷却面之间形成冷却流道；燃料电池双极板两侧的冷却水进口和冷却水出口分别与冷却流道两端相连，能够提高活性区域的面积占比，从而提升了燃料电池双极板的功率密度。

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，尤其涉及燃料电池双极板及具有其的燃料电池。

背景技术

双极板作为燃料电池的重要部件，具有集流、支撑膜电极和均匀分配反应气体的功能。燃料电池双极板一般由两片金属极板通过焊接加工而成，两片金属极板形成的空间一般作为冷却液的流动空间，用于流通冷却液体，而在金属极板表面布置有多条流道，用于流通反应气体。

燃料电池双极板可分为活性区域和非活性区域两部分，其中活性区域是产生电化学反应和发电的主要场所，非活性区域主要包括三种工质进出口区域——空气进出口、氢气进出口和冷却水进出口以及导流区域等。随着燃料电池紧凑化设计需求的提出，在满足进气条件的前提下，各工质进出口面积应尽可能的小，也即活性区域占比尽可能的高，但这就面临如何在较小的进口面积下提高流场流动均匀性的问题。

传统的燃料电池双极板，其阴极板和阳极板上的流道均采用直线型流道，供空气和氢气流动，并在燃料电池双极板的两侧分别设置两条冷却流道。为了使空气进出口和氢气进出口能够布置于燃料电池双极板的两端，而不会发生其中一种气体工质进出口占用面积过大导致另一种气体工质进出口无法连通所有的直线型流道，则需要通过在金属双极板的非活动区域设置导流结构，将所有直线型流道的流道口与气体工质的进出口相连，这就会导致非活性区域面积的增大，导致活性区域占比降低。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种燃料电池双极板及具有其的燃料电池，能够避免导流结构的引入导致非活性区域面积的增大的问题，提高反应活性区域的面积占比，大幅提升了燃料电池双极板的紧凑性和功率密度。

本申请第一方面提供一种燃料电池双极板，包括：阴极板1和阳极板2；

所述阴极板1包括：阴极反应面和阴极冷却面；所述阴极反应面上具有多条两次转向的第一蛇形流道10；所述第一蛇形流道10的两端分别与所述阴极反应面两端的空气进口11和空气出口12相连；

所述阳极板2包括：阳极反应面和阳极冷却面；所述阳极反应面上具有多条四次转向的第二蛇形流道20；所述第二蛇形流道20的两端分别与所述阳极反应面两端的氢气进口21和氢气出口22相连；

相对设置的所述阴极冷却面和所述阳极冷却面之间设置有支撑结构，使得所述阴极冷却面和所述阳极冷却面之间形成供冷却水流动的冷却流道；所述燃料电池双极板的两侧分别设有冷却水进口31和冷却水出口32，所述冷却水进口和所述冷却水出口分别与所述冷却流道两端相连。

在一种实施方式中，所述多条两次转向的第一蛇形流道10的尺寸相同；所述多条四次转向的第二蛇形流道20尺寸相同。

在一种实施方式中，所述支撑结构设置在所述阴极冷却面和所述阳极冷却面两侧之间，使得所述冷却流道呈直通型。

在一种实施方式中，所述第一蛇形流道10为历经两个90度弯折的流道结构；所述第二蛇形流道20为历经四个90度弯折的流道结构。

在一种实施方式中，所述支撑结构为圆柱形凸起。

在一种实施方式中，所述阴极板1和所述阳极板2均为矩形金属板。