本申请公开了一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，包括阴极板、阳极板，所述阴极板、阳极板上均设有冷却剂、空气、氢气进出口以及中间反应区和极板边框，所述阴极板、阳极板之间的所述中间反应区构成冷却剂流场，本申请实施例中，采用上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，通过在极板边框上的冷却密封垫、阴极板密封垫、阳极板密封垫实现双极板三腔的密封并利用冷却剂分流件、空气分流件、氢气分流件分别在冷却剂、空气、氢气进出口与对应流场之间形成流通通道，使得阴极板、阳极板仅需冲压冷却剂、空气、氢气进出口以及中间反应区，从而简化了阴、阳极板的冲压模具结构，进而降低了金属双极板的整体加工成本。低了金属双极板的整体加工成本。低了金属双极板的整体加工成本。
【技术实现步骤摘要】
一种金属双极板密封及冷却剂通道结构
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种金属双极板密封及冷却剂通道结构。
技术介绍
[0002]双极板是燃料电池重要部件之一，其功能是提供流体流道，防止电池气室中的氢气与空气以及冷剂室液体串通，并在串联的阴阳两极之间建立电流通路，根据材料大致可分为石墨双极板、金属双极板及复合材料双极板，其中，金属双极板由分别冲压的阴极板和阳极板合并而成，质子交换膜燃料电池金属双极板结构主要包括三腔进出口歧管、流体通道、流场和密封边框，流体通道一般设置在进出口歧管与流场之间，金属双极板三腔分别通氢气、空气或含氧气体以及液态冷却剂，因介质不同，三腔需互相隔离密封，为实现三腔密封以及三腔各自流通，金属双极板需冲压独特复杂的边框和通道结构。
[0003]常规冲压金属双极板密封结构是在金属双极板边框上加工局部错位的密封用胶线槽，双极板通道结构是在在双极板歧管和流场之间设计复杂的凹凸结构，极板冲压时易于破裂，尺寸精度难以保证，模具设计和加工也相当复杂，模具成本高。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种加工简单且密封效果好的金属双极板密封及冷却剂通道结构。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现。
[0006]本申请提供了一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，包括阴极板、阳极板，所述阴极板、阳极板均包括中间反应区和极板边框，所述极板边框上设有冷却剂进口、冷却剂出口、空气进口、空气出口、氢气进口、氢气出口，所述阴极板、阳极板之间的所述中间反应区构成冷却剂流场；
[0007]所述阴极板与所述阳极板之间设有冷却密封垫，所述冷却密封垫上一体成型设有冷却剂分流件，所述冷却密封垫将所述冷却剂进口、冷却剂出口、冷却剂流场、冷却剂分流件围成一密封区域且关于所述空气进口、空气出口、氢气进口、氢气出口对应位置分别围成独立密封区域，所述冷却剂分流件用于经流冷却剂的导向。
[0008]进一步限定，上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其中，所述中间反应区为沿金属双极板长度方向延伸的若干条凹槽与背脊，所述中间反应区一面的背脊构成另一面的凹槽、一面上的凹槽构成另一面的背脊。
[0009]进一步限定，上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其中，所述中间反应区两侧凹槽底部之间的距离为流场深度，所述中间反应区背脊部分突出对应所述阴极板、阳极板极板边框，突出高度用于电池密封件压缩形成极板与燃料电池膜电极之间匹配所需的尺寸。
[0010]进一步限定，上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其中，所述冷却剂分
流件包括冷却剂通道条、连通条，所述冷却剂通道条关于所述冷却剂进口、冷却剂出口对应位置分别设置若干条，对应位置的若干条所述冷却剂通道条中部通过所述连通条与所述冷却密封垫连接；
[0011]其中，所述冷却剂通道条的厚度与所述冷却密封垫的厚度相同，所述连通条的厚度小于所述冷却剂通道条的厚度，所述冷却剂通道条用于冷却剂的导流，所述连通条与所述阴极板、阳极板之间的间隙用于冷却剂流通。
[0012]进一步限定，上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其中，所述阴极板上所述中间反应区远离所述阳极板一侧构成空气流场，所述阳极板上所述中间反应区远离所述阴极板一侧构成氢气流场，所述阴极板远离所述阳极板一侧端面上设有阴极密封垫，所述阳极板远离所述阴极板一侧端面上设有阳极密封垫，所述阴极板密封垫、阳极板密封垫关于所述冷却剂进口、冷却剂出口、空气进口、空气出口、氢气进口、氢气出口、空气流场分别围成独立密封区域。
[0013]进一步限定，上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其中，所述冷却密封垫与阴极板密封垫、阳极板密封垫的整体轮廓重合，用于电池组装时形成支撑结构，所述冷却密封垫、阴极板密封垫、阳极板密封垫能够在所述阴极板、阳极板上直接制成，也能够单独加工后与所述阴极板、阳极板粘贴、叠装结合。
[0014]进一步限定，上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其中，所述阴极板上关于所述空气进口、空气出口对应位置分别贯通设有第一流通孔，所述第一流通孔一端与所述空气进口、空气出口导通，另一端与所述空气流场导通，所述阴极板密封垫上关于第一流通孔对应位置一体成型设有空气分流件，所述冷却密封垫上关于所述空气分流件对应位置一体成型设有空气分流支撑件；
[0015]其中，所述空气分流支撑件的厚度与所述冷却密封垫的厚度相同以用于支撑所述空气分流件，所述空气分流件的厚度小于所述阴极板密封垫的厚度且用于经流空气的导向。
[0016]进一步限定，上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其中，所述阳极板上关于所述氢气进口、氢气出口对应位置分别贯通设有第二流通孔，所述第二流通孔一端与所述氢气进口、氢气出口导通，另一端与所述氢气流场导通，所述阳极板密封垫上关于第二流通孔对应位置一体成型设有氢气分流件，所述冷却密封垫上关于所述氢气分流件对应位置一体成型设有氢气分流支撑件；
[0017]其中，所述氢气分流支撑件的厚度与所述冷却密封垫的厚度相同以用于支撑所述氢气分流件，所述氢气分流件的厚度小于所述阳极板密封垫的厚度且用于经流氢气的导向。
[0018]进一步限定，上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其中，所述冷却密封垫能够由多部分叠加制成，此时冷却剂分流件、空气分流支撑件、氢气分流支撑件能够分别在在构成所述冷却密封垫的各部分上制成。
[0019]进一步限定，上述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其中，所述冷却密封垫、阴极板密封垫、阳极板密封垫为橡胶材料，其加工工艺能够采用压模、注胶工艺，所述橡胶材料能够采用但不局限于液态硅胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶等，所述橡胶材料硬度(邵尔A)：(35～60)度。
[0020]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0021]1、采用橡胶材料加工的冷却密封垫、阴极板密封垫、阳极板密封垫实现双极板三腔的密封，同时利用冷却剂分流件、空气分流件、氢气分流件分别在冷却剂、空气、氢气进出口与对应流场之间形成流通通道，使得阴极板、阳极板仅需冲压冷却剂、空气、氢气进出口以及中间反应区，从而简化了阴、阳极板的冲压模具结构，进而降低了金属双极板的整体加工成本；
[0022]2、空气分流件与阴极板密封垫一体成型，氢气分流件与阳极板密封垫一体成型，冷却剂分流件与冷却密封垫一体成型，其中，为了实现冷却剂分流件与冷却密封垫的一体成型，通过设置连通条将冷却密封垫与多条冷却剂通道条连接，从而使得多条冷却剂通道条能够通过连通条与冷却密封垫一体成型，大大提高了金属双极板的加工效率；
[0023]3、冷却密封垫、阴极板密封垫、阳极板密封垫整体轮廓重合，在电池组装时能够形成稳定支撑，同时在冷却密封垫上一体成型设置与空气分流件配合的空气分流支撑件、与氢气分流件配合的氢气分流支撑件，在提高空气、氢气分流效果的同时进一步加强了电池组装后的结构稳定性。
附图说明
[0024]图1为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其特征在于，包括阴极板、阳极板，所述阴极板、阳极板均包括中间反应区和极板边框，所述极板边框上设有冷却剂进口、冷却剂出口、空气进口、空气出口、氢气进口、氢气出口，所述阴极板、阳极板之间的所述中间反应区构成冷却剂流场；所述阴极板与所述阳极板之间设有冷却密封垫，所述冷却密封垫上一体成型设有冷却剂分流件，所述冷却密封垫将所述冷却剂进口、冷却剂出口、冷却剂流场、冷却剂分流件围成一密封区域且关于所述空气进口、空气出口、氢气进口、氢气出口对应位置分别围成独立密封区域，所述冷却剂分流件用于经流冷却剂的导向。2.根据权利要求1所述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其特征在于，所述中间反应区为沿金属双极板长度方向延伸的若干条凹槽与背脊，所述中间反应区一面的背脊构成另一面的凹槽、一面上的凹槽构成另一面的背脊。3.根据权利要求2所述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其特征在于，所述中间反应区两侧凹槽底部之间的距离为流场深度，所述中间反应区背脊部分突出对应所述阴极板、阳极板极板边框，突出高度用于电池密封件压缩形成极板与燃料电池膜电极之间匹配所需的尺寸。4.根据权利要求1所述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其特征在于，所述冷却剂分流件包括冷却剂通道条、连通条，所述冷却剂通道条关于所述冷却剂进口、冷却剂出口对应位置分别设置若干条，对应位置的若干条所述冷却剂通道条中部通过所述连通条与所述冷却密封垫连接；其中，所述冷却剂通道条的厚度与所述冷却密封垫的厚度相同，所述连通条的厚度小于所述冷却剂通道条的厚度，所述冷却剂通道条用于冷却剂的导流，所述连通条与所述阴极板、阳极板之间的间隙用于冷却剂流通。5.根据权利要求1所述的一种金属双极板密封及冷却剂通道结构，其特征在于，所述阴极板上所述中间反应区远离所述阳极板一侧构成空气流场，所述阳极板上所述中间反应区远离所述阴极板一侧构成氢气流场，所述阴极板远离所述阳极板一侧端面上设有阴极密封垫，所述阳极板远离所述阴极板一侧端面上设有阳极密封垫，所述阴极板密封垫、阳极板密封垫关于所述冷却剂进口、冷却剂出口、空气进口、空气出口、氢气进口、氢气出口、空气流场分别围成...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅云峰，付宇，
申请(专利权)人：上海骥翀氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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