[实用新型]一种质子交换膜燃料电池用金属双极板

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池用金属双极板。

背景技术

燃料电池是通过电催化反应将氧化剂和还原剂的化学能直接转换成电能的装置，是一种高效、安全、清洁、灵活的新型发电技术。其中的质子交换膜燃料电池因其具有效率高、能量密度大、反应温度低、无噪音、无污染等显著优点而在地面发电站、电动车和便携式电源等方面具有广泛的应用前景。燃料电池内部主要由质子交换膜、电化学反应催化剂、扩散层和双极板组成。当燃料电池工作时，其内部发生下述反应过程：反应气体在扩散层内扩散，当反应气体到达催化层时，在催化层内被催化剂吸附并发生电催化反应；阳极反应生成的质子通过质子交换膜内传递到阴极侧，电子经外电路到达阴极，同氧分子反应结合成水，同时放出热量。电极反应为：

阳极(负极)：H2→2H++2e

阴极(正极)：1/2O2+2H++2e→H2O

电池反应：H2+1/2O2→H2O

常见的金属双极板设计如专利：201410051270.5、201410054586.X、201010288866.9，阳极单极板和阴极单极板的流道是镜像设计的，即双极板一侧的凹槽和另外一侧的凹槽相接触，双极板一侧的凸起和另外一侧的凸起相离开，中间形成通道流通冷却液，此种结构设计，使得双极板的高度较高，进而使得燃料电池的体积较大，从而降低了燃料电池的体积比功率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够有效降低双极板高度，进而有效减少燃料电池体积，提高燃料电池体积比功率的金属双极板。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种质子交换膜燃料电池用金属双极板，包括相互配合的阳极单极板和阴极单极板，所述阳极单极板一侧的凸起与所述阴极单极板一侧的凹槽相配合，配合后的凹槽和凸起之间设置有便于冷却液流通的间隙。

其中，还包括设置在所述阳极单极板和阴极单极板之间的冷却液流场密封胶层。

其中，还包括分别涂覆于装配后的阳极单极板和阴极单极板另一侧的阳极单极板密封胶层和阴极单极板密封胶层。

其中，所述阳极单极板和阴极单极板采用不锈钢板材一体冲压而成，且所述阳极单极板和阴极单极板的板厚均大于0.05mm小于0.3mm。

其中，所述阳极单极板和阴极单极板上分别设置有燃料进口和燃料出口、氧化剂进口和氧化剂出口、冷却液进口和冷却液出口、以及流道。

其中，所述阳极单极板和阴极单极板的两端分别设置有用于使进入的燃料、氧化剂形成紊流且均匀地分配到流道内的凹凸点，以及使得离入口处较远距离的流道也能分配到足够的燃料的导向筋。

其中，所述阳极单极板和阴极单极板的另一侧分别设置有提高导电性能的镀金层。

其中，所述间隙设置于所述凹槽的底部和所述凸起的顶部之间。

本实用新型的有益效果：本实用新型包括相互配合的阳极单极板和阴极单极板，所述阳极单极板一侧的凸起与所述阴极单极板一侧的凹槽相配合，配合后的凹槽和凸起之间设置有便于冷却液流通的间隙。凸起和凹槽相配合，能够有效降低双极板高度，进而有效减少燃料电池体积，凸起和凹槽之间的间隙设置，能够有利于冷却液的流动，本实用新型有效降低双极板高度，进而有效减少燃料电池体积，提高燃料电池体积比功率。

附图说明

图1是本实用新型一种质子交换膜燃料电池的剖面图。

图2是图1中金属双极板的分解图。

图3是阳极单极板的轴测图。

图4是阴极单极板的轴测图。

图中：1.后端金属板、311.阳极催化剂层、312.质子交换膜、313.阴极催化剂层、4.阳极单极板、42.导向筋、43.凹凸点、5.阴极单极板、51.间隙、7.前端金属板、8.单极板密封胶层、9.阴极单极板密封胶层。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1至图4所示，一种质子交换膜燃料电池用金属双极板，包括相互配合的阳极单极板4和阴极单极板5，所述阳极单极板4一侧的凸起与所述阴极单极板5一侧的凹槽相配合，配合后的凹槽和凸起之间设置有便于冷却液流通的间隙51，所述间隙51设置于所述凹槽的底部和所述凸起的顶部之间。

进一步优选的，还包括设置在所述阳极单极板4和阴极单极板5之间的冷却液流场密封胶层10，分别涂覆于装配后的阳极单极板4和阴极单极板5另一侧的阳极单极板密封胶层8和阴极单极板密封胶层9。