一种双极板及其制作方法、燃料电池技术

本发明专利技术公开了一种双极板及其制作方法、燃料电池，涉及燃料电池技术领域。该双极板包括基板，基板上设有工作流场区，工作流场区的第一侧设有燃料气体进口、空气进口、冷却液进口，工作流场区的第二侧设有与工作流场区连通的燃料气体出口、空气出口、冷却液出口，双极板还包括泡沫碳，基板上还设有进口气体分配区，进口气体分配区与工作流场区、燃料气体进口和空气进口均连通，泡沫碳设置于进口气体分配区内。本发明专利技术能够对反应气体进行均流，提高气体进入工作流场区的分布均匀性，从而提升燃料电池的性能。池的性能。池的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种双极板及其制作方法、燃料电池


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种双极板及其制作方法、燃料电池。

技术介绍

[0002]燃料电池通过电化学反应将化学能直接转化为电能，其间没有热动能的转化，故转化效率高，其以氢作为燃料，电化学反应产物为水或含有少量二氧化碳，是一种十分清洁的能源方式。
[0003]质子交换膜燃料电池由许多单电池组成，而每个单电池由膜电极、扩散层和双极板三部分组成。双极板的作用是分隔气体并通过流场将燃料反应气体导入燃料电池，收集并传导电流和支撑膜电极，同时还担负起整个电池系统的散热功能。双极板通过流场分配反应气体，为膜电极提供反应物，如果双极板流场上各处反应气体分布不均，会导致各处反应量的差异，引起局部积水，导致电池性能下降。
[0004]基于此，亟需一种双极板及其制作方法、燃料电池，用以解决如上提到的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种双极板及其制作方法、燃料电池，能够对反应气体进行均流，提高反应气体进入工作流场区的分布均匀性，从而提升燃料电池的性能。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种双极板，包括基板，所述基板上设有工作流场区，所述工作流场区的第一侧设有燃料气体进口、空气进口、冷却液进口，所述工作流场区的第二侧设有与所述工作流场区连通的燃料气体出口、空气出口、冷却液出口；
[0008]所述双极板还包括泡沫碳，所述基板上还设有进口气体分配区，所述进口气体分配区与所述工作流场区、所述燃料气体进口和所述空气进口均连通，所述泡沫碳设置于所述进口气体分配区内。
[0009]可选地，所述基板上还设有出口气体分配区，所述出口气体分配区与所述工作流场区、所述燃料气体出口和所述空气出口均连通，所述出口气体分配区内也设有所述泡沫碳。
[0010]可选地，所述进口气体分配区和所述出口气体分配区内均设置有安装凹陷区，所述泡沫碳固定设置于所述安装凹陷区内，且所述泡沫碳远离所述安装凹陷区一端的端面与所述工作流场区区脊的表面平齐。
[0011]可选地，所述安装凹陷区的深度不小于所述工作流场区的流道深度。
[0012]可选地，所述安装凹陷区内设置有多个间隔分布的固定基点，所述泡沫碳通过多个所述固定基点固定于所述安装凹陷区内。
[0013]可选地，所述安装凹陷区与所述泡沫碳之间涂覆环氧树脂胶层。
[0014]可选地，所述泡沫碳的平均孔径为200um～500um，孔隙率为70％～95％。
[0015]可选地，所述进口气体分配区和所述出口气体分配区的面积总和占所述工作流场
区面积的5％～30％。
[0016]本专利技术还提供了一种如上所述的双极板的制作方法，包括以下步骤：
[0017]S1、在基板上加工出工作流场区、进口气体分配区、燃料气体进口、空气进口、冷却液进口、燃料气体出口、空气出口、冷却液出口；
[0018]S2、在所述进口气体分配区内加工出安装凹陷区，所述安装凹陷区的深度不小于所述工作流场区的流道深度；
[0019]S3、在所述安装凹陷区的底面涂覆环氧树脂胶层；
[0020]S4、将相应尺寸的泡沫碳放置于所述安装凹陷区内，使所述泡沫碳远离所述安装凹陷区一端的端面与所述工作流场区的区脊的表面平齐；
[0021]S5、将所述基板放入烘箱中加热烘烤使所述环氧树脂胶层固化。
[0022]本专利技术还提供了一种燃料电池，包括如上所述的双极板。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术提供的一种双极板及其制作方法、燃料电池，反应气体通过燃料气体进口和空气进口流入工作流场区内进行反应，反应后的气体经燃料气体出口和空气出口流出，同时冷却液经冷却液进口流入工作流场区内对燃料电池冷却，经冷却液出口流出，从而保证燃料电池的正常反应。
[0025]进一步在基板上设置进口气体分配区，进口气体分配区与工作流场区、燃料气体进口和空气进口均连通，泡沫碳设置于进口气体分配区内，从而使燃料气体进口和空气进口流入的反应气体均流入泡沫碳进行均流再流向工作流场区，从而提升了反应气体进入工作流场区的分布均匀性，提升燃料电池的性能。其中，由于泡沫碳为孔泡和相互连接的孔泡壁组成的三维网状结构，能够对进入的反应气体打散再分配，从而减少气体凝聚，使反应气体均匀分配到工作流场区的各流道中。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例提供的一种双极板的整体结构示意图；
[0027]图2是本专利技术实施例提供的一种双极板的分解结构示意图；
[0028]图3是本专利技术实施例提供的一种双极板的制作方法的流程图。
[0029]图中：
[0030]1、基板；11、工作流场区；12、燃料气体进口；13、空气进口；14、冷却液进口；15、燃料气体出口；16、空气出口；17、冷却液出口；18、进口气体分配区；181、固定基点；19、出口气体分配区；
[0031]2、泡沫碳。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应
做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0034]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0035]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0036]本专利技术实施例提供了一种双极板，如图1和图2所示，该双极板包括基板1，基板1上设有工作流场区11，工作流场区11的第一侧设有燃料气体进口12、空气进口13、冷却液进口14，工作流场区11的第二侧设有与工作流场区11连通的燃料气体出口15、空气出口16、冷却液出口17，双极板还包括泡沫碳2，基板1上还设有进口气体分配区18，进口气体分配区18与工作流场区11、燃料气体进口12和空气进口13均连通，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极板，其特征在于，包括基板(1)，所述基板(1)上设有工作流场区(11)，所述工作流场区(11)的第一侧设有燃料气体进口(12)、空气进口(13)、冷却液进口(14)，所述工作流场区(11)的第二侧设有与所述工作流场区(11)连通的燃料气体出口(15)、空气出口(16)、冷却液出口(17)；所述双极板还包括泡沫碳(2)，所述基板(1)上还设有进口气体分配区(18)，所述进口气体分配区(18)与所述工作流场区(11)、所述燃料气体进口(12)和所述空气进口(13)均连通，所述泡沫碳(2)设置于所述进口气体分配区(18)内。2.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述基板(1)上还设有出口气体分配区(19)，所述出口气体分配区(19)与所述工作流场区(11)、所述燃料气体出口(15)和所述空气出口(16)均连通，所述出口气体分配区(19)内也设有所述泡沫碳(2)。3.根据权利要求2所述的双极板，其特征在于，所述进口气体分配区(18)和所述出口气体分配区(19)内均设置有安装凹陷区，所述泡沫碳(2)固定设置于所述安装凹陷区内，且所述泡沫碳(2)远离所述安装凹陷区一端的端面与所述工作流场区(11)区脊的表面平齐。4.根据权利要求3所述的双极板，其特征在于，所述安装凹陷区的深度不小于所述工作流场区(11)的流道深度。5.根据权利要求3或4所述的双极板，其特征在于，所述安装凹陷区内设置有多个间...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建，崔龙，张克金，张苡铭，倪大龙，李利，孙宗华，苏中辉，王闯，陈楠，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：