[发明专利]极板结构、电池电堆以及燃料电池

说明书

本申请提供一种极板结构、电池电堆以及燃料电池，极板结构包括阳极板以及阴极板，阳极板与阴极板相对设置；阳极板具有并排设置的多个第一凸脊，第一凸脊具有沿阳极板的宽度方向弯曲的多个第一弯曲部；阴极板具有并排设置的多个第二凸脊，第二凸脊具有沿阴极板的宽度方向弯曲的多个第二弯曲部；其中，第一凸脊与第二凸脊一一对应，第一弯曲部与第二弯曲部交叉重叠，且第一凸脊在第一弯曲部与第二弯曲部的交叉处设置有第一加强部。本申请利用第一加强部加强了第一凸脊在该交叉处的结构强度，在燃料电池进行压堆时，可以避免在第一弯曲部与第二弯曲部的交叉处出现的局部应力，以及由于局部应力所导致的第一凸脊在该交叉处局部变形过大的现象。

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，具体涉及一种极板结构、电池电堆以及燃料电池。

背景技术

目前，燃料电池电堆中的膜电极两侧分别为阴极板以及阳极板，阳极板与膜电极之间形成氢气流场，而阴极板与膜电极之间形成氧气流场。在反应过程中，膜电极于阳极板一侧的氢气反应生成质子，质子穿过膜电极与阴极板一侧的氧气生成水，在反应过程中需要保证阳极板与膜电极、阴极板与膜电极之间密封性，以确保反应过程的稳定进行。

同时，燃料电池电堆中上一膜电极的阴极板需要与下一膜电极的阳极板接触并形成冷却水空间，一方面可以使得阴极板、膜电极以及阳极板为单元的电池串联，另外一方面可以在阴极板与阳极板之间通入冷却水，从而降低燃料电池电堆的温度，保证燃料电池中的膜电极在最佳的温度进行电化学反应。

发明内容

下述内容为发明人经过深入研发后所发现的技术问题，不应当被认定为本领域技术人员公知的现有技术。

在形成燃料电池电堆后，发明人发现压堆时会出现膜电极破损现象，具体表现为膜电极的气体扩散层(碳纸)破损，这导致了燃料电池组堆失败，降低了燃料电致制造的良品率，然而这种现象与多方面因素(例如压堆压力、膜电极质量)相关，因此难以探究是何种原因造成这种现象。

在发明人经过深入研究以及试验发现，在阴极板背离膜电极的一侧为蛇形流道，阳极板背离膜电极的一侧为蛇形流道，且两者蛇形流道交叉布置时，由于蛇形流道脊部交叉处的接触面积较小时，这导致了在压堆时阴极板与阳极板接触之间存在局部应力过大的现象，进而导致了上述膜电极破损的现象。

为此，本申请提供一种极板结构、电池电堆以及燃料电池，旨在解决目前阴极板与阳极板接触存在过大的局部应力从而导致膜电极破损的技术问题。

第一方面，本申请提供一种极板结构，包括：

阳极板以及阴极板，阳极板与阴极板相对设置；

阳极板朝向阴极板的一面具有并排设置的多个第一凸脊，相邻的第一凸脊之间具有第一凹谷，第一凹谷用于供冷却液体流通；

阴极板朝向阳极板的一面具有并排设置的多个第二凸脊，相邻的第二凸脊之间具有第二凹谷，第二凹谷用于供冷却液体流通；

第一凸脊沿阳极板的长度方向延伸，第一凸脊具有沿阳极板的宽度方向弯曲的多个第一弯曲部；

第二凸脊沿阴极板的长度方向延伸，第二凸脊具有沿阴极板的宽度方向弯曲的多个第二弯曲部；

其中，第一凸脊与第二凸脊一一对应，第一弯曲部与第二弯曲部交叉重叠，且第一凸脊在第一弯曲部与第二弯曲部的交叉处设置有第一加强部。

在本申请的一些实施例中，第一弯曲部与第二弯曲部在交叉处相互垂直；

第一加强部沿第一弯曲部在交叉处的宽度方向延伸。

在本申请的一些实施例中，第一加强部的长度等于第二弯曲部在交叉处的长度；

第一加强部的宽度等于第二弯曲部在交叉处的宽度。