一种双极板及燃料电池制造技术

本实用新型专利技术涉及燃料电池技术领域，具体公开了一种双极板及燃料电池，该双极板具有多个反应区域，每个反应区域内设置有冷却液流道、燃料流道和氧化剂流道，双极板还具有输入端口和输出端口，输入端口包括冷却液入口、燃料入口和氧化剂入口，输出端口包括冷却液出口、燃料出口和氧化剂出口，每个反应区域的两端均设有输入端口和输出端口，且冷却液流道分别与冷却液入口和冷却液出口连通，燃料流道分别与燃料入口和燃料出口连通，氧化剂入口分别与氧化剂入口和氧化剂出口连通，通过设置多个反应区域，可以优化电流、压差、温度和流动状态分布，同时还可使得双极板长度和反应面积不再具有局限性，降低电阻，并提升电堆体积功率密度。并提升电堆体积功率密度。并提升电堆体积功率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种双极板及燃料电池


[0001]本技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种双极板及燃料电池。

技术介绍

[0002]随着燃料电池技术走向应用，大功率、高功率密度电堆受到广泛关注，随着电堆片数增多和电化学活性面积区域的增大，物质动量传递、热量传递和质量传递受到极大影响，电化学反应的不均匀性大大增加，因此，优化双极板设计，促进电、气、水、热的传递具有重要意义。
[0003]而现有技术中的双极板通常在其长度方向的一端设置有一组燃料、氧化剂和冷却介质的进口，在其长度方向的另一端设置一组燃料、氧化剂和冷却介质的进口，燃料、氧化剂和冷却介质从进口端流向出口端，其流道长度相对较长，导致电流、压差、温度和流动状态分布存在不均匀性，另外双极板长度和反应面积具有局限性，电阻相对较高，电堆体积功率密度较低。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于：提供一种双极板，以优化双极板的电流、压差、温度和流动状态分布的均匀性，并降低电阻，提升电堆体积功率密度。
[0005]一方面，本技术提供一种双极板，该双极板具有多个反应区域，每个所述反应区域内设置有冷却液流道、燃料流道和氧化剂流道，所述双极板还具有输入端口和输出端口，所述输入端口包括冷却液入口、燃料入口和氧化剂入口，所述输出端口包括冷却液出口、燃料出口和氧化剂出口；
[0006]每个所述反应区域的两端均设有所述输入端口和所述输出端口，且所述冷却液流道分别与所述冷却液入口和所述冷却液出口连通，所述燃料流道分别与所述燃料入口和所述燃料出口连通，所述氧化剂入口分别与氧化剂入口和所述氧化剂出口连通。
[0007]作为双极板的优选技术方案，相邻的至少两个所述反应区域共用同一个所述输入端口，或者共用同一个所述输出端口。
[0008]作为双极板的优选技术方案，所述双极板具有偶数个所述反应区域，偶数个所述反应区域呈2行N列排布，N为大于等于1的整数；
[0009]至少对应其中同一列的两个所述反应区域，所述双极板设置有两个所述输入端口和一个所述输出端口，且两个所述反应区域共用所述输出端口；或者，至少对应其中同一列的两个所述反应区域，所述双极板设置有两个所述输出端口和一个所述输入端口，且两个所述反应区域共用所述输入端口。
[0010]作为双极板的优选技术方案，N＝2，且其中一列的两个所述反应区域对应两个所述输出端口和一个所述输入端口，且两个所述反应区域共用同一个所述输入端口；其中另一列的两个所述反应区域对应两个所述输入端口和一个所述输出端口，且两个所述反应区域共用同一个所述输出端口。
[0011]作为双极板的优选技术方案，N＝3；
[0012]沿行方向上位于中间的一列的两个所述反应区域对应两个所述输出端口和一个所述输入端口，且两个所述反应区域共用所述输入端口；沿行方向上位于两端的每一列的两个所述反应区域对应两个所述输入端口和一个所述输出端口，且两个所述反应区域共用所述输出端口；或者，
[0013]沿行方向上位于两端的每一列的两个所述反应区域对应两个所述输出端口和一个所述输入端口，且两个所述反应区域共用所述输入端口；沿行方向上位于中间的一列的两个所述反应区域对应两个所述输入端口和一个所述输出端口，且两个所述反应区域共用所述输出端口。
[0014]作为双极板的优选技术方案，所述双极板具有三个所述反应区域，三个所述反应区域分别为第一反应区域、第二反应区域和第三反应区域，所述第一反应区域、所述第二反应区域和所述第三反应区域沿所述双极板的长度方向依次设置；
[0015]所述第一反应区域和所述第二反应区域共用同一所述输出端口，所述第二反应区域和所述第三反应区域共用同一所述输入端口。
[0016]作为双极板的优选技术方案，所述双极板具有四个所述反应区域，四个所述反应区域分别为第一反应区域、第二反应区域、第三反应区域和第四反应区域，所述第一反应区域、所述第二反应区域、所述第三反应区域和所述第四反应区域沿所述双极板的长度方向依次设置；
[0017]所述第一反应区域和所述第二反应区域共用同一所述输出端口，所述第二反应区域和所述第三反应区域共用同一所述输入端口，所述第三反应区域和所述第四反应区域共用同一所述输出端口；或者，所述第一反应区域和所述第二反应区域共用同一所述输入端口，所述第二反应区域和所述第三反应区域共用同一所述输出端口，所述第三反应区域和所述第四反应区域共用同一所述输入端口。
[0018]作为双极板的优选技术方案，所述双极板具有五个所述反应区域，五个所述反应区域分别为第一反应区域、第二反应区域、第三反应区域、第四反应区域和第五反应区域，所述第一反应区域和所述第二反应区域沿第一方向依次设置且构成第一反应区域组合，所述第三反应区域和所述第四反应区域沿第一方向依次设置且构成第二反应区域组合，所述第一反应区域组合和所述第二反应区域组合沿第二方向间隔设置，且所述第五反应区域设置于所述第一反应区域组合和所述第二反应区域组合之间，所述第一方向和所述第二方向垂直；
[0019]所述第一反应区域、所述第二反应区域和所述第五反应区域共用同一个所述输入端口，所述第三反应区域、所述第四反应区域和所述第五反应区域共用同一个所述输出端口。
[0020]作为双极板的优选技术方案，所述第一反应区域、所述第二反应区域、所述第三反应区域和所述第四反应区域均呈直角梯形形状，所述第五反应区域呈菱形形状，所述第一反应区域组合和所述第二反应区域组合均呈矩形形状。
[0021]另一方面，本技术提供一种燃料电池，包括依次设置的阳极端板、阳极绝缘板、阳极集流板、若干如上述任一方案中的双极板、阴极集流板、阴极绝缘板和阴极端板。
[0022]本技术具备以下有益效果：
[0023]本技术提供的一种双极板及燃料电池，该双极板具有多个反应区域，每个反应区域内设置有冷却液流道、燃料流道和氧化剂流道，双极板还具有输入端口和输出端口，输入端口包括冷却液入口、燃料入口和氧化剂入口，输出端口包括冷却液出口、燃料出口和氧化剂出口，每个反应区域的两端均设有输入端口和输出端口，且冷却液流道分别与冷却液入口和冷却液出口连通，燃料流道分别与燃料入口和燃料出口连通，氧化剂入口分别与氧化剂入口和氧化剂出口连通。如此设置，使得双极板同时分布有多个反应区域，可以有效降低单个反应区域的流道长度，进而优化电流、压差、温度和流动状态分布，同时还可使得双极板长度和反应面积不再具有局限性，降低电阻，并提升电堆体积功率密度。
附图说明
[0024]图1为本技术实施例中双极板的反应区域为两个时的结构示意图一；
[0025]图2为本技术实施例中双极板的反应区域为四个时的结构示意图一；
[0026]图3为本技术实施例中双极板的反应区域为六个时的结构示意图；
[0027]图4为本技术实施例中双极板的反应区域为三个时的结构示意图一；
[0028]图5为本技术实施例中双极板的反应区域为四个时的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极板，其特征在于，所述双极板具有多个反应区域(1)，每个所述反应区域(1)内设置有冷却液流道、燃料流道和氧化剂流道，所述双极板还具有输入端口(2)和输出端口(3)，所述输入端口(2)包括冷却液入口、燃料入口和氧化剂入口，所述输出端口(3)包括冷却液出口、燃料出口和氧化剂出口；每个所述反应区域(1)的两端均设有所述输入端口(2)和所述输出端口(3)，且所述冷却液流道分别与所述冷却液入口和所述冷却液出口连通，所述燃料流道分别与所述燃料入口和所述燃料出口连通，所述氧化剂入口分别与氧化剂入口和所述氧化剂出口连通。2.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，相邻的至少两个所述反应区域(1)共用同一个所述输入端口(2)，或者共用同一个所述输出端口(3)。3.根据权利要求2所述的双极板，其特征在于，所述双极板具有偶数个所述反应区域(1)，偶数个所述反应区域(1)呈2行N列排布，N为大于等于1的整数；至少对应其中同一列的两个所述反应区域(1)，所述双极板设置有两个所述输入端口(2)和一个所述输出端口(3)，且两个所述反应区域(1)共用所述输出端口(3)；或者，至少对应其中同一列的两个所述反应区域(1)，所述双极板设置有两个所述输出端口(3)和一个所述输入端口(2)，且两个所述反应区域(1)共用所述输入端口(2)。4.根据权利要求3所述的双极板，其特征在于，N＝2，且其中一列的两个所述反应区域(1)对应两个所述输出端口(3)和一个所述输入端口(2)，且两个所述反应区域(1)共用同一个所述输入端口(2)；其中另一列的两个所述反应区域(1)对应两个所述输入端口(2)和一个所述输出端口(3)，且两个所述反应区域(1)共用同一个所述输出端口(3)。5.根据权利要求3所述的双极板，其特征在于，N＝3；沿行方向上位于中间的一列的两个所述反应区域(1)对应两个所述输出端口(3)和一个所述输入端口(2)，且两个所述反应区域(1)共用所述输入端口(2)；沿行方向上位于两端的每一列的两个所述反应区域(1)对应两个所述输入端口(2)和一个所述输出端口(3)，且两个所述反应区域(1)共用所述输出端口(3)；或者，沿行方向上位于两端的每一列的两个所述反应区域(1)对应两个所述输出端口(3)和一个所述输入端口(2)，且两个所述反应区域(1)共用所述输入端口(2)；沿行方向上位于中间的一列的两个所述反应区域(1)对应两个所述输入端口(2)和一个所述输出端口(3)，且两个所述反应区域(1)共用所述输出端口...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵卿，丛明燕，张小芹，李海鸥，
申请(专利权)人：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司，
类型：新型
国别省市：