CN111799483A - 复合双极板及电化学氢气压缩装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种复合双极板及电化学氢气压缩装置，复合双极板包括第一金属板、第二金属板和石墨流场板，第二金属板与第一金属板对应设置，石墨流场板设于第一金属板与第二金属板之间，第一金属板的第一板面上凹设有安装石墨流场板的凹槽，石墨流场板的第一板面与凹槽的内底面贴合，石墨流场板的第二板面上设有流道。则在使用时，仅需将雕刻有流道的石墨流场板镶嵌于第一金属板的凹槽中，便可通过第一金属板对石墨流场板提供良好的支撑，可提高石墨流场板的机械强度，防止石墨流场板产生脆裂，降低金属流场板雕刻流道的难度，有效避免金属流场板上的流道容易发生变形，并便于在第一金属板上快速地拆装或更换具有不同流道的石墨流场板。

Description

复合双极板及电化学氢气压缩装置

技术领域

本申请属于电化学氢气压缩及电化学氢气提纯技术领域，更具体地说，是涉及一种复合双极板及电化学氢气压缩装置。

背景技术

电化学氢气压缩装置作为燃料电池领域的重要分支，除了拥有燃料电池能量转换效率高、环境友好等一般性特点之外，还具有室温下启动速度快、体积小、无电解液损失、容易排水、寿命长、比功率和比能量高等突出优点。流场板作为电化学氢气压缩装置的关键部件，其功能是提供气体流道，均匀分散氢气，限定氢气流场，对电化学氢气压缩装置内部进行水管理，为膜电极提供支撑作用，并在串联的两个电池单元的阴、阳两极之间建立电流通路。

当前，流场板一般是采用金属双极板，金属双极板具有良好导电性、阻气性好、机械强度高等优势，从而提高电化学氢气压缩装置的能量密度和抗压性。然而，在金属流场板上雕刻流道的难度较大，同时金属流场板表面通常需要电镀特殊镀层以防止流道腐蚀，这就导致金属流场板的流道成形工艺复杂，加工金属流场板的周期较长。并且，金属流场板在加工过程中产生的变形，通常会存在残余应力，容易造成金属流场板上加工成形的流道容易发生变形等问题，降低了金属流场板的使用寿命，影响电化学氢气压缩装置的性能。

发明内容

本申请实施例的目的之一在于提供一种复合双极板，以解决现有技术中存在的电化学氢气压缩装置的金属双极板中，金属流场板存在流道加工难度大，且加工成形的流道容易发生变形的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种复合双极板，包括：

第一金属板，用于形成电化学氢气压缩装置的阳极板；

第二金属板，与所述第一金属板对应设置，用于形成电化学氢气压缩装置的阴极板；以及

石墨流场板，设于所述第一金属板与所述第二金属板之间，用于分散氢气以形成氢气流场，所述氢气流场用于供隔设于所述第一金属板与所述第二金属板之间的膜电极进行电化学转换；

其中，所述第一金属板的第一板面上凹设有安装所述石墨流场板的凹槽，所述石墨流场板容置于所述凹槽中，所述石墨流场板的第一板面与所述凹槽的内底面贴合，所述石墨流场板的第二板面上设有用于限定所述氢气流场的流道；所述第一金属板上开设有第一进气通道，所述第一进气通道用于将氢气输送至所述流道，以在所述石墨流场板的第二板面上形成所述氢气流场；所述第二金属板上开设有第一排气通道，所述第一排气通道用于排出经过所述膜电极电化学转换后的氢气。

可选地，所述石墨流场板的第二板面上凹设有用于放置膜电极的气体扩散层的第一定位槽，且所述流道设于所述第一定位槽的内底面上，所述石墨流场板上设有用于将氢气引导至所述流道的导气孔，所述导气孔连通所述第一进气通道与所述凹槽。

可选地，所述第二金属板的第一板面上设有与所述第一定位槽对应的第二定位槽，所述第一定位槽与所述第二定位槽围合形成用于定位膜电极的定位腔。

可选地，所述第一定位槽与所述第二定位槽的连接处设有密封垫。

可选地，所述第一金属板的第一板面上设有用于安装密封圈的第一密封槽，所述第一密封槽环绕所述凹槽的槽口设置。

可选地，所述第二金属板的第一板面上设有与所述第一密封槽对应的第二密封槽。

可选地，所述凹槽的内壁上设有卡槽，所述石墨流场板上凸设有配合所述卡槽卡接以将所述石墨流场板定位于所述凹槽中的卡凸；或者，所述凹槽的内壁上设有卡凸，所述石墨流场板上凹设有配合所述卡凸卡接以将所述石墨流场板定位于所述凹槽中的卡槽。

可选地，所述第一金属板上开设有第一定位孔，所述第二金属板上开设有与所述第一定位孔对应的第二定位孔，所述复合双极板还包括定位件，所述定位件分别穿过所述第一定位孔与所述第二定位孔，以定位所述第一金属板与所述第二金属板的相对位置。

可选地，所述氢气流场为平行直流场、蛇形流场、叉分流场或波浪流场。

本申请实施例的目的之二在于提供一种电化学氢气压缩装置，以解决现有技术中存在的电化学氢气压缩装置的金属双极板中，金属流场板存在流道加工难度大，且加工成形的流道容易发生变形的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种电化学氢气压缩装置，包括双极板和设于所述双极板的阳极板与阴极板之间的膜电极，所述双极板为所述的复合双极板，所述电化学氢气压缩装置还包括第一端板、第二端板、第一绝缘板、第二绝缘板，以及连接所述第一端板与所述第二端板的若干紧固连接件，所述复合双极板夹设于所述第一绝缘板与所述第二绝缘板之间，所述第一绝缘板的第一板面与所述第一金属板的第二板面贴合，所述第二绝缘板的第一板面与所述第二金属板的第二板面贴合；所述第一绝缘板的第二板面与所述第一端板相连，所述第二绝缘板的第二板面与所述第二端板相连。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，与现有技术相比，至少具有如下技术效果之一：

本申请实施例中的复合双极板及电化学氢气压缩装置，复合双极板通过在第一金属板上设置有凹槽，仅需将石墨流场板安装于凹槽中，使石墨流场板的第一板面与凹槽的内底面紧密贴合，便可通过第一金属板对石墨流场板提供良好的支撑，可提高石墨流场板的机械强度，防止第二板面上设有流道的石墨流场板产生脆裂，有效解决金属流场板上加工成形的流道容易发生变形的问题。并且，石墨流场板易于雕刻出限定氢气流场的流道，降低了在金属流场板上加工流道的难度，无需电镀镀层就可以避免流道发生腐蚀，从而简化了加工工艺，降低了加工成本。此外，石墨流场板可雕刻出各种不同类型的流道，仅需将雕刻有相应流道的石墨流场板镶嵌于第一金属板的凹槽中，即可形成导电性好、易于批量加工、使用寿命长的石墨-金属复合流场板，并便于在第一金属板上快速地拆装或更换具有不同流道的石墨流场板，进而使该复合双极板具有较强的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的复合双极板的立体结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的复合双极板的爆炸图一；

图3为本申请实施例一提供的复合双极板的爆炸图二；

图4为图1中A-A线的剖视结构示意图；

图5为图4中局部放大的结构示意图；

图6为本实施例二提供的复合双极板的第二金属板与第一金属板的分解图；

图7为本实施例二提供的复合双极板的爆炸图；

图8为图7中局部放大的结构示意图；

图9为本实施例二提供的石墨流场板的立体结构示意图；

图10为本申请实施例提供的电化学氢气压缩装置的立体结构示意图；

图11为本申请实施例提供的电化学氢气压缩装置的爆炸图。

其中，图中各附图标记：

1-第一金属板；11-凹槽；12-第一进气通道；13-第一密封槽；14-卡槽；15-第一定位孔；

2-第二金属板；21-第一排气通道；22-第二定位槽；23-第二密封槽；24-第二定位孔；

3-石墨流场板；31-流道；32-第一定位槽；33-导气孔；34-卡凸；35-第三密封槽；

4-第一端板；41-第一穿过孔；

5-第二端板；51-第二穿过孔；

6-第一绝缘板；61-进气孔；

7-第二绝缘板；71-排气孔；

8-紧固连接件。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

实施例一：

请一并参阅图1至图5，现对本申请实施例一提供的复合双极板进行说明。本申请实施例一提供的复合双极板，适用于电化学氢气压缩装置或电化学氢气提纯装置。请结合参考图1和图2，该复合双极板包括第一金属板1、第二金属板2和石墨流场板3，第二金属板2与第一金属板1对应设置，石墨流场板3设于第一金属板1与第二金属板2之间。第一金属板1用于形成电化学氢气压缩装置的阳极板，第二金属板2用于形成电化学氢气压缩装置的阴极板，石墨流场板3用于分散氢气以形成氢气流场。请结合参考图2和图4，第一金属板1的第一板面上凹设有安装石墨流场板3的凹槽11，石墨流场板3容置于凹槽11中，石墨流场板3的第一板面与凹槽11的内底面贴合，石墨流场板3的第二板面上设有用于限定氢气流场的流道31。第一金属板1上开设有第一进气通道，通过第一进气通道将氢气输送至石墨流场板3上的流道31，以在石墨流场板3的第二板面上形成氢气流场，使氢气均匀分布于石墨流场板3的第二板面上，供隔设于第一金属板1与第二金属板2之间的膜电极进行电化学转换，有利于膜电极对氢气进行电化学转换。第二金属板2上开设有第一排气通道，在氢气经由石墨流场板3分散形成氢气流场后，通过膜电极进行电化学转换后，再由第一排气通道排出复合双极板。

本申请实施例提供的复合双极板的基本工作原理：在第一金属板1的第一板面上设有凹槽11，将石墨流场板3容置并定位安装于凹槽11中，石墨流场板3的第二面在高压下与金属板的凹槽11内底面紧密贴合，不会产生过大的接触电阻。氢气由第一金属板1上的第一进气通道12输送至石墨流场板3后，氢气流经石墨流场板3的第一面上的流道，均匀分散地分配于石墨流场板3的第一面上。当氢气接触带正电的阳极板(第一金属板1)时，电流能够穿过分隔于阳极板(第一金属板1与阴极板(第二金属板2)之间的膜电极，氢分子便可在阳极板(第一金属板1)被氧化，且该反应能够生成两个电子和两个质子。这两个质子能够被电化学地驱动穿过膜电极的质子交换膜，并到达带负电的阴极板(第二金属板2)。这样，到达阴极板(第二金属板2)的两个质子，在带负电的阴极板(第二金属板2)，能够通过两个改道的电子再结合并被还原成氢分子，形成的氢气后。当在带负电的阴极累积的氢气被局限于密闭空间时，在单片电化学氢气压缩装置的阳极、阴极双极板(由第一金属板1和第二金属板2组合形成的双极板)上施加0.05-1.6V的电压，便可由第二金属板2的第一排气通道排出高压纯净的氢气。可以理解地，通过上述实施例中的复合双极板，可将多片电化学氢气压缩装置成堆叠加，形成串联的电化学氢气压缩电堆，可以使电压以倍数增长，以满足不同领域、不同应用场景的高电压的供电需求。

本申请实施例提供的复合双极板，与现有技术相比，通过在第一金属板1上设置有凹槽11，仅需将石墨流场板3安装于凹槽11中，使石墨流场板3的第一板面与凹槽11的内底面紧密贴合，便可通过第一金属板1对石墨流场板3提供良好的支撑，可提高石墨流场板3的机械强度，防止第二板面上设有流道31的石墨流场板3产生脆裂，有效解决金属流场板上加工成形的流道31容易发生变形的问题。并且，石墨流场板3易于雕刻出限定氢气流场的流道31，降低了在金属流场板上加工流道31的难度，无需电镀镀层就可以避免流道31发生腐蚀，从而简化了加工工艺，降低了复合双极板的加工成本。此外，石墨流场板3可雕刻出各种不同类型的流道31，仅需将雕刻有相应流道31的石墨流场板3镶嵌于第一金属板1的凹槽11中，即可形成导电性好、易于批量加工、使用寿命长的石墨-金属复合流场板，并便于在第一金属板1上快速地拆装或更换具有不同流道31的石墨流场板3，进而使该复合双极板具有较强的通用性。

可以理解地，第一金属板1或第二金属板2的材质可以为不锈钢、钛、铝合金、钛合金中的一种，但第一金属板1或第二金属板2的材质不限于不锈钢、钛、铝合金、钛合金。在本申请的实施例一中，第一金属板1或第二金属板2的板材厚度为2～25mm，第一金属板1或第二金属板2的厚度可以根据实际需要而选取设置，例如，为了减轻复合双极板的重量或减少镀层材料的使用，第一金属板1或第二金属板2的厚度为2～10mm。当然，可以理解地，为了增强复合双极板对石墨流场板3的支撑强度，可将第一金属板1或第二金属板2的厚度为10～25mm。在本申请的实施例一中，石墨流场板3的板材厚度为0.5～5mm。比如，在石墨流场板3厚度为0.5～2mm时，有利于减小石墨流场板3的电阻，而在石墨流场板3厚度为2～5mm时，有利于提高石墨流场板3的抗压强度，防止石墨流场板3发生脆裂。

可以理解地，在本申请实施例一中，膜电极包括质子交换膜、催化剂和气体扩散层，膜电极的质子交换膜两面上分别设置气体扩散层。可以理解地，催化剂为镀于质子交换膜上的催化层，质子交换膜夹设于两层气体扩散层之间。膜电极的一层气体扩散层覆设并支撑于石墨流场板3的第二面上，请结合参考图2和图5，石墨流场板3的边缘设有第三密封槽35，第三密封槽35中设有密封垫，以使石墨流场板3的第二面与膜电极之间形成供氢气进行电化学反应的密闭空间。并且，在复合双极板处于工作模式，在第一金属板1的第一板面上设有绝缘的密封圈，密封圈环绕凹槽11的槽口设置，将第二金属板2的第一面支撑于绝缘的密封圈上，使第一金属板1的第一面与石墨流场板3之间形成密闭的空间，使氢气在石墨流场板3的第二面上形成良好的氢气流场。膜电极的另一层气体扩散层覆设于第二金属板2的第一面上，请结合参考图3，第二金属板2的第一面上设有第二密封槽23，第二密封槽23中设有密封垫，保证第二金属板2的第一面与膜电极之间形成供氢气进行电化学反应的密闭空间。

进一步地，在本申请实施例一中，氢气流场为平行直流场、蛇形流场、叉分流场或波浪流场。通过采用上述方案，通过在石墨流场板3的第二面上雕刻出相应类型的流道31，便可对应的平行直流场、蛇形流场、叉分流场或波浪流场，以满足不同电化学氢气压缩装置的使用需求，通用性强。可以理解地，氢气流场的深度可以为0.05～0.5mm但不局限于0.05～0.5mm。并且，氢气流场为平行直流场、蛇形流场、叉分流场或波浪流场，但不仅仅局限于上述的平行直流场、蛇形流场、叉分流场或波浪流场，氢气流场还可以是垄沟流场、柱状流场或点状流场等。

进一步地，在本申请实施例一中，请结合参阅图2，石墨流场板3的第二板面上凹设有用于放置膜电极的气体扩散层的第一定位槽32，且流道31设于第一定位槽32的内底面上。

通过采用上述方案，在石墨流场板3的第二板面上凹设有第一定位槽32，便于将膜电极的一层气体扩散层容置并定位于第一定位槽32中，增强膜电极的另一层气体扩散层的稳定性，有利于提高膜电极的一层气体扩散层对氢气的扩散效果，进而提高膜电极对氢气的电化学转换效率。此外，将流道31设于第一定位槽32的内底面上，氢气经过与第一进气通道连通的进气管道，进入到第一进气通道，氢气再经过第一进气通道输送至石墨流场板3，氢气便可在导气孔33的引导作用下进入凹槽11，以将氢气引导至石墨流场板3的第二面上的流道31，使氢气可均匀地分配于石墨流场板3的第二面上，供隔设于第一金属板1与第二金属板2之间的膜电极进行电化学转换。可以理解地，第一进气通道可以是沿第一金属板1厚度方向延伸设置的第一孔道，也可以是沿第一金属板1长度或宽度方向延伸设置的第二孔道。当然，第一进气通道12还可以包括相互连通的第一孔道和第二孔道。第一进气通道12的具体设置形式可根据实际需要而选取设置，在此不作唯一限定。

进一步地，在本申请实施例一中，请结合参阅图2至图4，第二金属板2的第一板面上设有与第一定位槽32对应的第二定位槽22，第一定位槽32与第二定位槽22围合形成用于定位膜电极的定位腔。

通过采用上述方案，在第二金属板2的第一板面上设有第二定位槽22，第二定位槽22与石墨流场板3上的第一定位槽32对应设置，仅需将石墨流场板3安装于第一金属板1的凹槽11，将第二金属板2与第一金属板1平行且相对设置，则可使石墨流场板3上的第一定位槽32和第二金属板2的第一板面上的第二定位槽22围合形成一个定位腔。在复合双极板处于工作模式，将膜电极置于定位腔中以对膜电极进行定位安装，方便膜电极的安装，提高膜电极安装的稳固性，进而有利于增强复合双极板工作的稳定可靠性。

进一步地，在本申请实施例一中，第一定位槽32与第二定位槽22的连接处设有密封垫(图中未示出)。通过采用上述方案，在第一定位槽32与第二定位槽22的连接处设有密封垫，使得由第一定位槽32与第二定位槽22围合的定位腔，形成供氢气进行电化学反应的密闭空间。可以理解地，进一步地，在本申请实施例一中，请结合参阅图2和图5，石墨流场板3上设有环绕第一定位槽32的第三密封槽35，密封垫安装于第三密封槽35中，以方便密封垫的安装，提高密封垫安装的稳定性，进一步增强由第一定位槽32与第二定位槽22围合形成的定位腔的密封性，有利于防止氢气发生泄漏，。

进一步地，在本申请实施例一中，请结合参阅图2，第一金属板1的第一板面上设有用于安装密封圈的第一密封槽13，第一密封槽13环绕凹槽11的槽口设置。通过采用上述方案，在第一金属板1的第一板面上设有用于安装密封圈的第一密封槽13，且第一密封槽13环绕凹槽11的槽口设置，可方便地将密封圈定位安装于凹槽11的外周，使第一金属板1的第一面与石墨流场板3之间形成密闭的空间，使氢气在石墨流场板3的第二面上形成良好的氢气流场。

进一步地，在本申请实施例一中，请结合参阅图2至图4，第二金属板2的第一板面上设有与第一密封槽13对应的第二密封槽23。通过采用上述方案，在，第二金属板2的第一板面上设有第二密封槽23，第二密封槽23与第一金属板1上的第一密封槽13对应设置，便于密封圈的定位安装，再通过密封圈对第一金属板1与第二金属板2进行绝缘分隔的同时，可使第一金属板1与第二金属板2形成一个供氢气进行电化学交换的密闭空间，且有利于减小复合双极板的整体体积。

实施例二：

在本申请实施例二中，请结合参阅图6至图8，石墨流场板3的第二板面上凹设有用于放置膜电极的气体扩散层的第一定位槽32，且流道31设于第一定位槽32的内底面上，石墨流场板3上设有用于将氢气引导至流道31的导气孔33，导气孔33连通第一进气通道12与凹槽11。

通过采用上述方案，在石墨流场板3的第二板面上凹设有第一定位槽32，便于将膜电极的一层气体扩散层容置并定位于第一定位槽32中，增强膜电极的另一层气体扩散层的稳定性，有利于提高膜电极的一层气体扩散层对氢气的扩散效果，进而提高膜电极对氢气的电化学转换效率。此外，将流道31设于第一定位槽32的内底面上，氢气经过与第一进气通道12连通的进气管道，进入到第一进气通道12，氢气再经过第一进气通道12输送至石墨流场板3上的导气孔33，氢气便可在导气孔33的引导作用下进入凹槽11，以将氢气引导至石墨流场板3的第二面上的流道31，使氢气可均匀地分配于石墨流场板3的第二面上，供隔设于第一金属板1与第二金属板2之间的膜电极进行电化学转换。可以理解地，石墨流场板3上的导气孔33可以设置为两个以上，第一进气通道12也对应地设置两个以上，以将氢气均匀地引导至石墨流场板3的第二面上的流道31，有利于形成良好的氢气流场。为了进一步提高，氢气分散于石墨流场板3的第二面上的均匀性，两个以上的导气孔33可以均匀地布置于石墨流场板3上。

进一步地，在本申请实施例二中，请结合参阅图7和图9，凹槽11的内壁上设有卡槽14，石墨流场板3上凸设有配合卡槽14卡接以将石墨流场板3定位于凹槽11中的卡凸34。通过采用上述方案，在凹槽11的内壁上设有卡槽14，在石墨流场板3上凸设有卡凸34，卡凸34与凹槽11对应设置，且卡凸34与凹槽11的形状大小相适配，则可通过石墨流场板3上的卡凸34与凹槽11的内壁上卡槽14卡接配合，即可方便快速地将石墨流场板3定位于凹槽11中，增强石墨流场板3的稳定性，进而提高复合双极板工作的稳定可靠性。

进一步地，在本申请实施例二中，凹槽11的内壁上设有卡凸，石墨流场板3上凹设有配合卡凸卡接以将石墨流场板3定位于凹槽11中的卡槽。通过采用上述方案，在凹槽11的内壁上设有卡凸，在石墨流场板3上凹设有卡槽，卡凸与凹槽11对应设置，且卡凸与凹槽11的形状大小相适配，则可通过石墨流场板3上的卡槽与凹槽11的内壁上卡凸卡接配合，即可方便快速地将石墨流场板3定位于凹槽11中，增强石墨流场板3的稳定性，进而提高复合双极板工作的稳定可靠性。可以理解地，上述实施例中的卡凸可以是设于凹槽11的内壁上或石墨流场板3上的台阶、卡块、卡柱或卡片等，述实施例中的卡槽可以是设于凹槽11的内壁上或石墨流场板3上的孔洞或沟槽等。

进一步地，在本申请实施例二中，请结合参阅图6，第一金属板1上开设有第一定位孔15，第二金属板2上开设有与第一定位孔15对应的第二定位孔24，复合双极板还包括定位件(图中未示出)，定位件分别穿过第一定位孔15与第二定位孔24，以定位第一金属板1与第二金属板2的相对位置。

通过采用上述方案，在第一金属板1上开设有第一定位孔15，在第二金属板2上开设有第二定位孔24，将第二金属板2上的第二定位孔24与第一金属板1上的第一定位孔15对应设置，则可通过定位件分别穿过第一定位孔15与第二定位孔24，便可对第一金属板1与第二金属板2的相对位置进行定位，使第一金属板1与第二金属板2对应设置，增强复合双极板工作的稳定可靠性。

可以理解地，定位件可以是定位杆、螺杆或螺栓但不局限于定位杆、定位销钉、螺杆或螺栓。当定位件是定位杆或定位销钉时，则第一定位孔15与第二定位孔24分别为配合定位杆或定位销钉插入定位的通孔。当定位件是螺杆或螺栓时，则第一定位孔15与第二定位孔24分别为配合螺杆或螺栓螺纹连接的螺纹孔。

请结合参阅图10和图11，本申请实施例还提供一种电化学氢气压缩装置。该电化学氢气压缩装置包括双极板和设于双极板的阳极板与阴极板之间的膜电极(图中未示出)，双极板为本申请上述实施例中任一实施例中的复合双极板。电化学氢气压缩装置还包括第一端板4、第二端板5、第一绝缘板6、第二绝缘板7，以及连接第一端板4与第二端板5的若干紧固连接件8，复合双极板夹设于第一绝缘板6与第二绝缘板7之间，第一绝缘板6的第一板面与第一金属板1的第二板面贴合，第二绝缘板7的第一板面与第二金属板2的第二板面贴合；第一绝缘板6的第二板面与第一端板4相连，第二绝缘板7的第二板面与第二端板5相连。则在使用时，通过紧固连接件8连接第一端板4与第二端板5，从而利用第一绝缘板6与第二绝缘板7，对夹设于第一绝缘板6与第二绝缘板7之间的复合双极板进行抵压固定，组装形成电化学氢气压缩装置的电堆结构。可以理解地，紧固连接件8为螺母配合螺栓或螺柱结构的紧固件。对应地，第一端板4与第二端板5上分别对应设有供螺栓、螺柱穿过的第一穿过孔41和第二穿过孔51，螺栓、螺柱分别穿过第一穿过孔41和第二穿过孔51，以将第一端板4与第二端板5连接并紧固。

本申请实施例提供的电化学氢气压缩装置，与现有技术相比，设置有复合双极板，复合双极板通过在第一金属板1上设置有凹槽11，仅需将石墨流场板3安装于凹槽11中，使石墨流场板3的第一板面与凹槽11的内底面紧密贴合，便可通过第一金属板1对石墨流场板3提供良好的支撑，可提高石墨流场板3的机械强度，防止第二板面上设有流道31的石墨流场板3产生脆裂，有效解决金属流场板上加工成形的流道31容易发生变形的问题。并且，石墨流场板3易于雕刻出限定氢气流场的流道31，降低了在金属流场板上加工流道31的难度，降低了复合双极板的加工成本。此外，石墨流场板3可雕刻出各种不同类型的流道31，仅需将雕刻有相应流道31的石墨流场板3镶嵌于第一金属板1的凹槽11中，即可形成导电性好、易于批量加工、使用寿命长的石墨-金属复合流场板，并便于在第一金属板1上快速地拆装或更换具有不同流道31的石墨流场板3，进而使该复合双极板具有较强的通用性。

进一步地，请结合参阅图10和图11，电化学氢气压缩装置还包括进气管(图中未示出)和出气管(图中未示出)，并在第一金属板1和第二金属板2的厚度较小时，为了提高第一金属板1和第二金属板2的强度，并便于快速输送氢气，第一进气通道12为沿第一金属板1厚度方向延伸设置的进气孔道，第一排气通道为沿第二金属板2厚度方向延伸设置的排气孔道。第一绝缘板6上设有与进气孔道连通的第二进气通道(图中未示出)，第二绝缘板7上设有与排气孔道连通的第二排气通道(图中未示出)。并且，在第一绝缘板6的外周面上设有连通第二进气通道与进气管的进气孔61，在第二绝缘板7的外周面上设有连通第二排气通道与进气管的排气孔71，从而方便电化学氢气压缩装置的进气与排气，有利于增强电化学氢气压缩装置对氢气进行电化学转换工作的稳定可靠性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合双极板，其特征在于，包括：

第一金属板，用于形成电化学氢气压缩装置的阳极板；

第二金属板，与所述第一金属板对应设置，用于形成电化学氢气压缩装置的阴极板；以及

石墨流场板，设于所述第一金属板与所述第二金属板之间，用于分散氢气以形成氢气流场，所述氢气流场用于供隔设于所述第一金属板与所述第二金属板之间的膜电极进行电化学转换；

其中，所述第一金属板的第一板面上凹设有安装所述石墨流场板的凹槽，所述石墨流场板容置于所述凹槽中，所述石墨流场板的第一板面与所述凹槽的内底面贴合，所述石墨流场板的第二板面上设有用于限定所述氢气流场的流道；所述第一金属板上开设有第一进气通道，所述第一进气通道用于将氢气输送至所述流道，以在所述石墨流场板的第二板面上形成所述氢气流场；所述第二金属板上开设有第一排气通道，所述第一排气通道用于排出经过所述膜电极电化学转换后的氢气。

2.如权利要求1所述的复合双极板，其特征在于，所述石墨流场板的第二板面上凹设有用于放置膜电极的气体扩散层的第一定位槽，且所述流道设于所述第一定位槽的内底面上，所述石墨流场板上设有用于将氢气引导至所述流道的导气孔，所述导气孔连通所述第一进气通道与所述凹槽。

3.如权利要求2所述的复合双极板，其特征在于，所述第二金属板的第一板面上设有与所述第一定位槽对应的第二定位槽，所述第一定位槽与所述第二定位槽围合形成用于定位膜电极的定位腔。

4.如权利要求3所述的复合双极板，其特征在于，所述第一定位槽与所述第二定位槽的连接处设有密封垫。

5.如权利要求1至4任一项所述的复合双极板，其特征在于，所述第一金属板的第一板面上设有用于安装密封圈的第一密封槽，所述第一密封槽环绕所述凹槽的槽口设置。

6.如权利要求5所述的复合双极板，其特征在于，所述第二金属板的第一板面上设有与所述第一密封槽对应的第二密封槽。

7.如权利要求1至4任一项所述的复合双极板，其特征在于，所述凹槽的内壁上设有卡槽，所述石墨流场板上凸设有配合所述卡槽卡接以将所述石墨流场板定位于所述凹槽中的卡凸；或者，所述凹槽的内壁上设有卡凸，所述石墨流场板上凹设有配合所述卡凸卡接以将所述石墨流场板定位于所述凹槽中的卡槽。

8.如权利要求1至4任一项所述的复合双极板，其特征在于，所述第一金属板上开设有第一定位孔，所述第二金属板上开设有与所述第一定位孔对应的第二定位孔，所述复合双极板还包括定位件，所述定位件分别穿过所述第一定位孔与所述第二定位孔，以定位所述第一金属板与所述第二金属板的相对位置。

9.如权利要求1至4任一项所述的复合双极板，其特征在于，所述氢气流场为平行直流场、蛇形流场、叉分流场或波浪流场。

10.一种电化学氢气压缩装置，包括双极板和设于所述双极板的阳极板与阴极板之间的膜电极，其特征在于，所述双极板为如权利要求1至9任一项所述的复合双极板，所述电化学氢气压缩装置还包括第一端板、第二端板、第一绝缘板、第二绝缘板，以及连接所述第一端板与所述第二端板的若干紧固连接件，所述复合双极板夹设于所述第一绝缘板与所述第二绝缘板之间，所述第一绝缘板的第一板面与所述第一金属板的第二板面贴合，所述第二绝缘板的第一板面与所述第二金属板的第二板面贴合；所述第一绝缘板的第二板面与所述第一端板相连，所述第二绝缘板的第二板面与所述第二端板相连。

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