单极板、双极板、单电池、燃料电池和交通工具制造技术

本实用新型专利技术提供一种单极板、双极板、单电池、燃料电池和交通工具。单极板包括基板、第一凸台和第二凸台，第一凸台和第二凸台分别凸起于基板的相对两侧，基板的相对两侧分别形成气体流道和液体流道，气体流道围绕第一凸台，液体流道围绕第二凸台。双极板包括两块上述的单极板；两块单极板的第二侧相对，两块单极板的第二凸台对接，两块单极板的液体流道连通并形成液体空间。燃料电池的单电池包括双极板和膜电极；双极板采用上述的双极板；第一凸台与膜电极连接，气体流道连通至膜电极处。燃料电池包括至少两个上述的单电池。交通工具包括上述的包括燃料电池。本实用新型专利技术通过对液体空间和气体流道进行改进而提升反应效率和散热效果。气体流道进行改进而提升反应效率和散热效果。气体流道进行改进而提升反应效率和散热效果。

【技术实现步骤摘要】
单极板、双极板、单电池、燃料电池和交通工具


[0001]本技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池的单极板、双极板、单电池、该燃料电池和采用该燃料电池的交通工具。

技术介绍

[0002]质子交换燃料电池包括串联的多个单电池，单电池包括双极板和膜电极，双极板由阴极单极板和阳极单极板通过激光焊接而成，阴极单极板包括基板和凸起至基板第一侧的多个凸台，膜电极覆盖上多个凸台的顶端上，在基板的第一侧上，多个凸台之间形成了连通至膜电极的气体流道，基板的第二侧为平整表面，基板的第二侧朝阳极单极板设置。阳极单极板的截面呈矩形波状，基板的第二侧与阳极单极板焊接后，基板与阳极单极板之间形成多道相互独立且流向单一的液体空间。
[0003]现有的该种燃料电池虽然通过在阴极单极板增设多个凸台而减小阴极单极板与膜电极接触面积，从而使得气体流道与膜电极的相对面积增大，即反应接触面积增大，但，液体空间不具有互通性且液体空间单向流动，反应接触面积增大后，该液体空间的设计方式不足以提供很好地吸收热量；另外，该阳极单极板与另一单电池上的膜电极连接并形成的形成多道相互独立且流向单一的气体流道，依然存在反应接触面小而反应效率低的问题。

技术实现思路

[0004]本技术的第一目的在于提供一种能更好地吸收热量而提升散热效果、且提升反应效率的燃料电池的单极板。
[0005]本技术的第二目的在于提供一种提升散热效果且提升反应效率的燃料电池的双极板。
[0006]本技术的第三目的在于提供一种提升散热效果且提升反应效率的燃料电池的单电池。
[0007]本技术的第四目的在于提供一种提升散热效果且提升反应效率的燃料电池。
[0008]本技术的第五目的在于提供一种采用上述燃料电池的交通工具。
[0009]本技术第一目的提供的单极板包括基板和第一凸台，基板的相对两侧分别为第一侧和第二侧，第一凸台从基板凸起至第一侧，第一侧形成气体流道，气体流道围绕在第一凸台的外周；单极板还包括第二凸台，第二凸台从基板凸起至第二侧，第二侧形成液体流道，液体流道围绕第二凸台。
[0010]由上述方案可见，由于基板第二侧同样设置第二凸台且液体流道形成于第二凸台的外周，当两块单极板组合成双极板时，两块单极板的第二凸台对接而两个液体流道连通并构成液体空间，减少两个单极板之间的接触面积，增大液体空间的散热面积，同时冷却水往各个方向流动，能更好地吸收热量，提升散热效果，另外，第一块单极板的第一凸台与另一单电池的膜电极接触配合后同样能形成有更大反应接触面积的气体流道，提升反应效
率。
[0011]进一步的方案是，第二凸台避绕第一凸台设置，第一凸台和/或第二凸台通过对基板冲压形成。
[0012]由上可见，使得只需要对基板进行冲压即可形成第一凸台和第二凸台的方式能够有效提升生产效率。优选的是，第二凸台呈圆台状或圆柱状。此设置利于冲压成型且降低破损开裂，其中更优的方案是，第二凸台呈圆台状。
[0013]再进一步的方案是，多个第一凸台呈矩形阵列布置，多个第二凸台呈矩形阵列布置；在基板的厚度方向的投影上，多个第一凸台与多个第二凸台之间叉排布置。
[0014]由上可见，此设置使得两块单极板之间具有更强的焊接强度和均匀受力，同时，无论是液体空间还是气体流道均纵横交错且相互连通地遍布，散热效果和反应效率均得到保证。
[0015]再进一步的方案是，第一凸台内形成朝第二侧开口的第一内腔，和/或，第二凸台内形成朝第一侧开口的第二内腔。
[0016]由上可见，位于液体流道内的冷却液能够经过第二凸台和能够进入第一内腔，位于气体流道内的反应后热流也能够经过第一凸台和能够进入第二内腔，因此，第一凸台和第二凸台的表面均能作为产生换热作用的散热表面，因而使散热表面增大，提升散热效果。
[0017]进一步的方案是，多个第二凸台呈阵列布置；液体流道连通至任意相邻的两个第二凸台的间隔处。
[0018]由上可见，此设置下能够使多个第二凸台之间构成各向交错而又相互连通的多个液体空间，多个流道保持了良好的互通性，同时，两块单极板之间通过多个凸台结合，能够加强了两块单极板之间的结合强度。
[0019]进一步的方案是，第二凸台包括远离基板的第二顶面，第二顶面的至少一部分为平面。
[0020]由上可见，两块单极板通过彼此的第二顶面进行焊接，将第二顶面设置为平面能够使两块单极板焊接强度更高。
[0021]本技术第二目的燃料电池的双极板包括相互连接的两块单极板；两块单极板均采用上述的单极板；两块单极板的第二侧相对，两块单极板的第二凸台相互对接，两块单极板的液体流道连通并形成液体空间。
[0022]由上述方案可见，两块双极板的第二凸台对接而两个液体流道连通并构成液体空间，减少两个单极板之间的接触面积，增大液体空间的散热面积，同时冷却水往各个方向流动，能更好地吸收热量，另外，第一块单极板的第一凸台与另一单电池的膜电极接触配合使得二者之间的气体流道具有更大的反应接触面积，提升反应效率。
[0023]本技术第三目的燃料电池的单电池包括双极板和膜电极；双极板采用上述的双极板；第一凸台与膜电极连接，气体流道连通至膜电极处。
[0024]本技术第四目的燃料电池包括相互叠合的至少两个上述的单电池。
[0025]本技术第五目的交通工具包括上述的包括燃料电池。
附图说明
[0026]图1为本技术燃料电池实施例中双极板第一视角的结构图。
[0027]图2为图1中A
‑
A处的剖视图。
[0028]图3为本技术燃料电池实施例中双极板第二视角的结构图。
[0029]图4为本技术燃料电池的单电池实施例与另一单电池中膜电极配合的剖视图。
具体实施方式
[0030]参见图1和图2，燃料电池包括相互叠合且相互串联的多个单电池，单电池包括双极板和膜电极，本技术的双极板采用两块结构相同的单极板1焊接而成。单极板1为金属板，其包括基板10、通过对基板10进行冲压而形成的多个第一凸台11以及多个第二凸台12。
[0031]如图2所示，基板1为矩形板块，沿基板10的厚度方向，基板10的相对两侧分别为第一侧101和第二侧102，多个第一凸台11凸起于第一侧101，多个第二凸台102凸起于第二侧102，第一凸台11和第二凸台12分别形成在基板10的厚度两侧且第一凸台11和第二凸台12的凸起方向相反。另外，如图1和图2所示，由于本实施例采用更易于成型的冲压方式形成第一凸台11和第二凸台12，显然地，在该成型方式下，第一凸台11和第二凸台12无法对称地布置在基板10的厚度两侧，因而需要第二凸台12避绕第一凸台11设置，即，如图3所示，在基板10的厚度方向下，任一第二凸台12的投影均位于任一第一凸台11的投影之外，即，第一凸台11的投影与第二凸台12的投影不重叠。进一步地，第一凸台11和第二凸台12均呈圆台状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.单极板，包括基板和第一凸台，所述基板的相对两侧分别为第一侧和第二侧，所述第一凸台从所述基板凸起至所述第一侧，所述第一侧形成气体流道，所述气体流道围绕在所述第一凸台的外周；其特征在于：所述单极板还包括第二凸台，所述第二凸台从所述基板凸起至所述第二侧，所述第二侧形成液体流道，所述液体流道围绕在所述第二凸台的外周。2.根据权利要求1所述的单极板，其特征在于：所述第二凸台避绕所述第一凸台设置；所述第一凸台和/或所述第二凸台通过对所述基板冲压形成。3.根据权利要求2所述的单极板，其特征在于：多个所述第一凸台呈矩形阵列布置，多个所述第二凸台呈矩形阵列布置；在所述基板的厚度方向的投影上，多个所述第一凸台与多个所述第二凸台之间叉排布置。4.根据权利要求2所述的单极板，其特征在于：所述第一凸台内形成朝所述第二侧开口的第一内腔，和/或，所述第二凸台内形成朝所述第一侧开口的第二内腔。5.根据权利要求1至4任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘金龙，胡佳伟，谢卓华，王阳，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：