CN112909286B - 极板和燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种极板和燃料电池，该极板包括板状的第一本体；所述第一本体朝向膜电极组件的侧面具有供流体流动的流通区域，所述流通区域内具有多个凸起部，多个凸起部将所述流通区域分隔为蜿蜒的流道，所述流道具有多个支流道；任一所述支流道在沿所述流体的流动方向的上游位置的截面尺寸大于沿所述流体的流动方向的下游位置的截面尺寸，本发明实施例提供的极板的空间利用率高，燃料电池的功率密度大。

Description

极板和燃料电池

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种极板和燃料电池。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的装置，燃料可以为氢气。其中，质子交换膜燃料电池，是继碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池之后发展起来的第五代燃料电池，其具有工作温度较低、启动时间短、功率密度高，负载响应快、无电解液流失等特点。

质子交换膜燃料电池包括多个单体电池堆叠而成，单体电池包括膜电极组件以及正极板和负极板，正极板和负极板分别贴合在膜电极组件的两侧；膜电极组件包括质子交换膜、两个催化层和两个扩散层，一个催化层和一个扩散层依次堆叠在质子交换膜设有正极板的一侧，另一个催化层和扩散层依次堆叠在质子交换膜设有负极板的一侧。正极极板靠近催化层的一侧具有流通氢气的流道，负极极板靠近催化层的一侧具有流通空气或氧气的流道。在正极板侧(外电路负极)，氢气在催化剂作用下分解形成氢离子(即质子)和电子，氢离子经质子交换膜移动到负极板侧(外电路正极)，电子沿外电路移到负极板侧形成电流为负载供电；在负极板侧，氧气在催化剂作用下与外电路来的电子结合形成氧离子，然后与来自外电路负极的氢离子反应生成水。现有极板的流道结构通常为蛇形或者平行流道，燃料以及空气从各自流道的入口向出口流动，在流动的过程中发生化学反应。

然而，现有流道结构对极板空间的利用率低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种极板和燃料电池，该极板流道的空间利用率高。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种极板，其包括：板状的第一本体；所述第一本体朝向膜电极组件的侧面具有供流体流动的流通区域，所述流通区域内具有多个凸起部，多个凸起部将所述流通区域分隔为蜿蜒的流道，所述流道具有多个支流道；任一所述支流道在沿所述流体的流动方向的上游位置的截面尺寸大于沿所述流体的流动方向的下游位置的截面尺寸。

如上所述的极板，其中，所述凸起部沿其延伸方向上的不同位置的截面尺寸都相同。

如上所述的极板，其中，所述至少一个凸起部包括：第一凸起部和第二凸起部；所述第一凸起部的第一端与所述流通区域的第一边缘连接，所述第一凸起部的第二端位于所述流通区域内，所述第二凸起部的第一端与所述流通区域的第一边缘连接，所述第二凸起部的第二端位于所述流通区域内；所述第一凸起部和所述第二凸起部之间形成母支流道，所述第一凸起部背离所述第二凸起部的一侧形成第一子支流道，所述第二凸起部背离所述第一凸起部的一侧形成第二子支流道；所述母支流道的入口对应所述流道的入口，所述第一子支流道以及所述第二子支流道的入口均与所述母支流道的出口连通。

如上所述的极板，其中，所述第一凸起部和所述第二凸起部中的一者或两者与所述流通区域的第一边缘呈锐角设置。

如上所述的极板，其中，所述流通区域的第二边缘与所述第一边缘相对设置，所述第一凸起部第二端与所述第二边缘的间距为第一间距，所述第二凸起部第二端与所述第二边缘的间距为第二间距；所述第一凸起部第二端与所述第二凸起部第二端之间的间距大于等于所述第一间距和所述第二间距之和。

如上所述的极板，其中，所述第一凸起部的延伸方向和所述第二凸起部的延伸方向均与所述第一边缘的延伸方向垂直；所述流通区域的第二边缘与所述第一边缘相对设置，所述第一凸起部第二端与所述第二边缘的间距为第三间距，所述第二凸起部第二端与所述第二边缘的间距为第四间距；所述第一凸起部第二端与所述第二凸起部第二端之间的间距大于等于所述第三间距和所述第四间距之和。

如上所述的极板，其中，所述极板还包括第一扰流部，所述第一扰流部铺设在所述流通区域内，且所述第一扰流部的形状与所述流通区域的形状相匹配；所述第一扰流部具有若干间隔设置的第一扰流区域，所述第一扰流区域的高度低于所述第一扰流部的端面高度。

如上所述的极板，其中，每个所述第一扰流区域沿所述流体流动方向的长度大于其他方向的长度。

如上所述的极板，其中，所述第一扰流区域在所述第一扰流部上均匀排布，以使所述第一扰流部呈网格状。

如上所述的极板，其中，所述极板还包括若干个间隔布置的第二扰流部，所述第二扰流部设置在所述第一扰流部上，且所述第二扰流部位于相邻所述第一扰流区域之间，所述第二扰流部与所述膜电极组件相抵。

如上所述的极板，其中，所述第二扰流部沿所述流体流动方向的长度小于其他方向的长度。

如上所述的极板，其中，所述极板包括：第三扰流部，所述第三扰流部设置在所述流通区域内；所述第三扰流部具有若干凸起或凹凸结构，所述凸起之间的凹部或者所述凹凸结构的凹部形成第二扰流区域。

如上所述的极板，其中，所述凸起或者所述凹凸结构的凸部与所述膜电极组件相抵。

如上所述的极板，其中，所述极板包括第四扰流部，所述第四扰流部包括第二本体以及形成在所述第二本体内的第二流道，所述第二流道供流体穿过，所述第二流道相互连通以使所述第四扰流部呈多孔的网状。

与现有技术相比，本发明实施例提供的极板具有如下优点：极板包括第一本体，流通区域内设置有过个凸起部，凸起部将流通区域分隔为供氢气或氧气流通的流道，流道可以具有多个支流道；燃料电池工作时，氢气以及空气或氧气分别从各自极板的入口进入流道并向出口一侧流动，流动过程中不断反应并生成电流；考虑到气体在流动过程中不断发生反应，各个支流道下游位置的气体密度相对于流道上游位置的气体密度小，本实施例中支流道截面尺寸适应性的从上游位置到下游位置逐渐变小，使气体密度可以维持在一个稳定的范围内，提高流通区域的利用率。

本发明的第二方面提供一种燃料电池，其包括：至少一个膜电极组件和上述极板，所述极板和所述膜电极组件交替设置；所述膜电极组件包括：质子交换膜以及催化层、扩散层；所述催化层的个数为两个，并分别贴合在所述质子交换膜的两侧面上；所述扩散层的个数为两个，并分别贴合在两个所述催化层背离所述质子交换膜的侧面上。

除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明实施例提供的极板和燃料电池所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的极板的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的另一极板的结构示意图一；

图3为图2的正视结构示意图；

图4为第三扰流部的结构示意图一；

图5为第三扰流部的结构示意图二；

图6为流体扰动原理示意图；

图7为本发明实施例二提供的燃料电池的结构示意图。

附图标记：

10：极板；11：第一本体；12：流通区域；121：母支流道；122：第一子支流道；123：第二子支流道；124：第一边缘；125：第二边缘；

20：膜电极组件；21：质子交换膜；22：催化层；23：扩散层；

311：第一凸起部；312：第二凸起部；32：入口；331：第一出口；332：第二出口；34：第一分隔凸起；35：第二分隔凸起；36：第三分隔凸起；37：第四分隔凸起；38：侧边凸起部；

40：第一扰流部；41：第一扰流区域；42：缺口；

50：第二扰流部；

60：第三扰流部。

具体实施方式

为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

质子交换膜燃料电池在工作时，氢气以及氧气在各自对应的极板中的流道内流动，从流道入口端到流道出口端气体不断发生反应，因此靠近流道出口端的位置处，气体浓度变小，然而现有极板的流道横截面尺寸是恒定不便的，这就导致靠近出口端的流道空间利用率较低。

实施例一

为解决上述问题，本实施例提供一种极板10，图1为本发明实施例一提供的极板10的结构示意图；请参阅图1，其包括：板状的第一本体11；第一本体11朝向膜电极组件20的侧面具有供流体流动的流通区域12，流通区域12内具有多个凸起部，多个凸起部将流通区域12分隔为蜿蜒的流道，流道具有多个支流道；任一支流道在沿流体的流动方向的上游位置的截面尺寸大于沿流体的流动方向的下游位置的截面尺寸。

具体地，极板应用于燃料电池上，提供供燃料或氧气流动的流场。其中，燃料电池可以包括若干个依次堆叠的单体电池，每个单体电池均可以包括一个膜电极组件20和设置在膜电极组件20两侧的两个极板10，每个极板10靠近膜电极组件20的一侧均设置有供流体流动的流道。

每个极板10可以包括第一本体11，第一本体11支撑在相邻的两个膜电极组件20之间，考虑到极板10的导电、导热性能，极板10的材质可以是炭质材料，如石墨，或者金属材料，如铝，镍、钛等，也可以是复合材料，例如由聚乙烯(polyethylene，简称PE)等热塑性材料与石墨粉混合制成。

第一本体11靠近膜电极组件20的一侧或两侧具有用于供流体流动的流通区域12，流通区域12可以是形成在第一本体11侧面的凹槽，例如，极板10厚度可以是3mm，凹槽深度可以是1.5mm。当第一本体11为金属材质时，流通区域12也可以由冲压模具冲压成型。

流通区域12内具有多个凸起部，多个凸起部将流通区域12分隔为蜿蜒流道，蜿蜒流道能增加流体在流通区域12内的流通时间，提高流体的反应速率，本实施例中蜿蜒流道可以具有多个支流道。其中，考虑到流体在出口一端的气体密度变小，本实施例中，任一支流道的截面尺寸沿流体的流动方向逐渐减小，使气体密度能在流道的任意位置维持在稳定范围内。其中，支流道的深度可以沿流体的流动方向逐渐减小，可选地，本实施例中，流体的深度沿流体的流动方向不变，而流道的宽度可以沿流体的流动方向逐渐变小。

凸起部可以通过焊接或锁止销等部件固定于第一本体11上，也可以与第一本体11一体冲压成型。当凸起部与第一本体11一体冲压成型时，具体地，凸起部还可以包括围设流通区域12的侧边凸起部38，其中一个或多个侧边凸起部38上可以开设有供流体流入、流出的出入口。

为增加气体的反应速率，图6为流体扰动原理示意图，请参阅图6，流通区域12内可以设置有增加气体流动速率的扰流槽，气体流经扰流槽时，会沿着扰流槽的槽面向背离膜电极一侧流动并形成湍流，随后冲击扰流槽相对的另一壁面，流体加速向膜电极组件20的一侧流动，增加了气体的流速和活性，也增加了能与膜电极组件20接触的气体量，避免气体在流通区域12内形成分层流体，导致流通区域12背离膜电极组件20一侧的气体不与膜电极组件20接触。

扰流槽的形状可以是圆形、矩形、菱形等，本实施例不进行限制，且扰流槽的个数可以是一个或多个。多个扰流槽可以不规律的分布在流动区域内，增加气体流动的不规律性。

本实施例提供的极板10上具有供燃料或氧气流动的流通区域12，流通区域12由多个凸起部分隔成具有支流道的蜿蜒流道，其中，沿流体的流动方向，支流道的截面尺寸逐渐减小，以适应在流道下游位置，气体密度逐渐减小的情况，提高流道空间的利用率。

进一步地，为了提高极板空间的利用率，每个凸起部可以均为定截面尺寸，即凸起部沿其延伸方向上的不同位置的截面尺寸都相同。

可以理解地，流通区域12的面积为流道面积与多个凸起部的面积之和，流道面积越大，可以流通气体的流通区域12越大，生成的电子数量越多，也就是电流密度越大，对应燃料电池的功率密度也越大，其中，功率密度为燃料电池功率与电池体积的商。因此，本实施例中流道的宽度沿流体的流动方向逐渐变小时，凸起部的截面尺寸可以在其自身长度方向上无变化，其宽度可以是1mm-2mm。相对于通过增大凸起部截面尺寸的方式减小流道截面尺寸的技术方案，在相同面积的流通区域12内，本实施例中凸起部所占面积更小，流道面积更大，电流密度更高，电池功率密度更大，且流通区域12的利用率高。

进一步地，凸起部的个数可以为两个或多个，以四个为例，请继续参阅图1，凸起部可以包括第一分隔凸起34、第二分隔凸起35、第三分隔凸起36和第四分隔凸起，第一分隔凸起34、第二分隔凸起35设置在流通区域12的一个侧边处，第三分隔凸起36和第四分隔凸起37连接在流通区域12的相对的另一个侧边处，并将流通区域分隔为具有两个支流道的蜿蜒流道；第一分隔凸起34、第二分隔凸起35可以倾斜设置，第三分隔凸起36和第四分隔凸起37可以与对应侧边垂直设置，使每个支流道的截面尺寸可以沿流动方向逐渐减小。

可以理解地，流道的长度越大，气体反应的越充分，然而会造成流道内气体压力下降过大，可选地，图2为本发明实施例一提供的另一极板的结构示意图一，图3为图2的正视结构示意图，请参阅图2和图3，至少一个凸起部包括：第一凸起部311和第二凸起部312；第一凸起部311的第一端与流通区域12的第一边缘124连接，第一凸起部311的第二端位于流通区域12内，第二凸起部312的第一端与流通区域12的第一边缘124连接，第二凸起部312的第二端位于流通区域12内；第一凸起部311和第二凸起部312之间形成母支流道121，第一凸起部311背离第二凸起部312的一侧形成第一子支流道122，第二凸起部312背离第一凸起部311的一侧形成第二子支流道123；母支流道121的入口对应流道的入口32，第一子支流道122以及第二子支流道123的入口均与母支流道121的出口连通，以使流体从入口32进入母支流道121内，流体在母支流道121的出口处分流，分别绕第一凸起部311和第二凸起部312的第二端，从第一子支流道122和第二子支流道123的出口流出，其中，第一子支流道122的出口对应流道的第一出口331，第二子支流道123的出口对应流道的第二出口332。

本实施例中凸起部的个数为两个，包括第一凸起部311和第二凸起部312，结构简单，加工制造成本低；且第一凸起部311和第二凸起部312均与流通区域12的第一边缘124连接，并将流通区域12分隔为W型流道，W型流道的每个支流道长度小，在能供气体充分反映的同时，能避免流道内气体压力下降过大，维持燃料电池的稳定性。

为提高极板10空间利用率，第一凸起部311和第二凸起部312中的一者或两者与流通区域12的第一边缘124呈锐角设置，即第一凸起部311和第二凸起部312中至少一者与流通区域12的第一边缘124呈锐角设置，满足流道的截面尺寸逐渐变小的要求。

其中，请参阅图2，流通区域12的第二边缘125与第一边缘124相对设置，第一凸起部311第二端与第二边缘125的间距为第一间距，第二凸起部312第二端与第二边缘125的间距为第二间距；第一凸起部311第二端与第二凸起部312第二端之间的间距大于等于第一间距和第二间距之和在各个支流道的连通处也满足流道的截面尺寸逐渐减小的要求。

可选地，第一凸起部311的延伸方向和第二凸起部312的延伸方向还可以均与第一边缘124的延伸方向垂直，为实现流道截面尺寸沿流体流动方向逐渐变小，第一凸起部311和第二凸起部可以对称或者非对称的设置在流通区域12内，具体地，流通区域12的第二边缘125与第一边缘124相对设置，第一凸起部311第二端与第二边缘125的间距为第三间距，第二凸起部312第二端与第二边缘125的间距为第四间距；只要满足第一凸起部311第二端与第二凸起部312第二端之间的间距大于等于第三间距和第四间距之和即可。

在上述实施例的基础上，请继续参阅图2和图3，极板10还包括第一扰流部，第一扰流部铺设在流通区域12内，且第一扰流部的形状与流通区域12的形状相匹配；第一扰流部具有若干间隔设置的第一扰流区域，第一扰流区域的高度低于第一扰流部的端面高度。

为了降低制造成本，可选地，第一扰流部40可以呈整体式的板状铺设在流通区域12内，其中，第一扰流部40可以具有与凸起部相适配的条形缺口42。

第一扰流部40的材质与极板10的材质可以相同，其材质可以是炭质材料，如石墨，或者金属材料，如铝，镍、钛等，也可以是复合材料，例如由聚乙烯(polyethylene，简称PE)等热塑性材料与石墨粉混合制成。

为了扰动气体，第一扰流部40上可以具有若干第一扰流区域41，第一扰流区域41可以是形成在第一扰流部40上的凹槽或通孔，也就是第一扰流区域41的深度可以小于等于第一扰流部40的厚度。其中，第一扰流区域41的形状、分布以及第一扰流区域41对气体的扰流作用已在上述实施例中进行详细描述，本实施例不再赘述。燃料电池为负载供电时，氢气以及氧气在各自的流通区域12内流动时，流入凹槽的气体会冲击凹槽另一端的侧壁，使得氢气以及氧气可以沿着凹槽侧壁冲向膜电极组件20，增加了氢气以及氧气的反应量，提高电流密度。

进一步地，第一扰流部40可以通过焊接或螺钉等锁止件固定于流通区域12内，分体式结构，便于组装，且避免了设计制造复杂的冲压模具，成本低。比如，第一扰流部40通过焊接方式固定于第一扰流区域41内时，相邻两个焊点的间距可以是10mm-20mm，起到固定第一扰流部40，并导通电子的作用。

再者，为了防止第一扰流部40对气体的流动形成阻碍，每个第一扰流区域41沿流体流动方向的长度大于其他方向的长度。

具体地，第一扰流区域41沿流体流动方向的长度大于其他任意方向的长度，可以使得在流动方向上扩散的气体多余其他方向上扩散的气体，气体在流动方向的流阻小于其他方向的流阻，以此形成气体的相对流动，若干个第一扰流区域41组合在一起，就可以形成对气体的导流作用。

示例性地，请参阅图3，对于第一凸起部311和第二凸起部312左右两侧的第一扰流区域41，其竖向或者沿着第一凸起部311或第二凸起部312长度方向的长度大于其他任意方向的长度，对于第一凸起部311和第二凸起部312下侧的第一扰流区域41，横向的的长度大于其他任意方向的长度。

气体流动的越顺畅，就能及时向流通区域12内补充新的的高密度气体，提高气体反应速率。

第一扰流区域41的形状可以是矩形、菱形、椭圆形中的一种或多种，第一扰流区域41可以无规律的散布在流通区域12内，可选地，为了降低制造成本，第一扰流区域41在第一扰流部40上均匀排布，以使第一扰流部40呈网格状。

可选地，第一扰流部40可以是现有技术中的金属网或穿孔金属板，第一扰流区域41可以为金属网或穿孔金属板中的各个网孔，金属网或穿孔金属板铺设在流通区域12内，成本低、易获得，且加工方便。

为降低气体流阻，网孔可以是菱形，菱形的长度可以是0.5mm-4mm，宽度可以是0.2mm-2mm，通过调节菱形网孔的长宽比调节气体流阻大小，其中，第一扰流区域41长宽比可以为2-8。进一步地，在能稳定固定在流通区域12内的基础上，金属网中金属丝的线径可以为0.04mm-0.2mm。其中，可以在焊接点处适当增加金属丝线径，例如0.3mm-0.4mm，在非焊接区域选用0.04mm-0.2mm线径的金属丝。

为了优化扰流效果，请继续参阅图2和图3，极板10还可以包括若干个间隔布置的第二扰流部50，第二扰流部50设置在第一扰流部40上，且第二扰流部50位于相邻第一扰流区域41之间，第二扰流部50与膜电极组件20相抵。

第二扰流部50可以是形成在第一扰流部40上的若干个柱状凸起，若干个扰流柱可均匀分布在第一扰流部40上，也可无规律的散布在第一扰流部40上。其中，扰流柱的截面形状可以是圆形、矩形、菱形等的一种或多种，本实施例不进行限制。

各个柱状凸起之间可以相互独立，每个柱状凸起背离第一扰流部40的一端可以支撑于膜电极组件20上，增加了极板10与膜电极组件20之间的支撑点，提高了燃料电池的稳定性。其中，第二扰流部50的扰流原理已经在上述实施例中进行说明，本实施例不再赘述。

进一步地，第二扰流部50沿流体流动方向的长度小于其他方向的长度。第二扰流部50在起到对气体扰动作用的同时，还能对气体产生导流作用，第二扰流部50对气体的导流作用与第一扰流区域41对气体的导流作用相同，本实施例不再赘述。

作为扰流部的一种实施方式，图4为第三扰流部的结构示意图一，图5为第三扰流部的结构示意图二，请参阅图4和图5，极板10包括：第三扰流部60，第三扰流部60设置在流通区域12内；第三扰流部60具有若干凸起或凹凸结构，凸起之间的凹部或者凹凸结构的凹部形成第二扰流区域。

具体地，第三扰流部60的材质与极板10的材质可以相同，其材质可以是炭质材料，如石墨，或者金属材料，如铝，镍、钛等，也可以是复合材料，例如由聚乙烯(polyethylene，简称PE)等热塑性材料与石墨粉混合制成。

第三扰流部60可以是凸出流通区域12的若干个扰流柱，若干个扰流柱可均匀分布在流通区域12内，也可无规律的散布在流通区域12内。其中，扰流柱的截面形状可以是圆形、矩形、菱形、不规则闭合曲线等的一种或多种，且扰流柱的横截面积也可以在其凸出方向上逐渐减小，本实施例不进行限制。

可选地，第三扰流部60也可以具有凹凸结构，即第三扰流部60可以是具有非平面几何形状的板状，第三扰流部60可以通过焊接或销钉等紧固件固定在极板第一本体11上。示例性地，凹凸结构可以是连续的条形的凸出部或凹陷部，凸出部或凹陷部的个数可以是一个或多个，条形的凸出部或凹陷部沿流体流动方向延伸，示例性地，第三扰流部60为冲压成型的平行流道。凹凸结构也可以是分布在第三扰流部60上的断续的凸出部或凹陷部，凸出部或凹陷部可以呈排列的均匀分布在第三扰流部60上，也可以无规律的散布在第三扰流部60上。

燃料电池为负载供电时，氢气以及氧气在各自的流通区域12内流动时，可以不定时的冲击凸起或进入凹凸结构中的凹部以后加速冲击凸部，使得氢气以及氧气可以沿着凸起或者凸部的侧面冲向膜电极组件20，增加了氢气以及氧气的反应量，提高电流密度。

可以理解地，凹陷部沿流体流动方向的长度可以大于其他方向的长度。

进一步的，凸起背离第三扰流部60的一端，或者凹凸结构中凸部背离第三扰流部60的一端可以与膜电极组件20具有间隙，以供气体流动，增大气体与膜电极组件20的接触面积，提高电流密度。可选地，凸起或者凹凸结构的凸部与膜电极组件20相抵，增加了极板10与膜电极组件20之间的支撑点，提高了燃料电池的稳定性。

作为扰流部的另一种实施方式，扰流部还可以为本身具有多孔结构的网状，使得气体可以从扰流部的内部穿过，其中，极板10包括第四扰流部，第四扰流部包括第二本体，第四扰流部包括第二本体以及形成在第二本体内的第二流道，第二流道供流体穿过，第二流道相互连通以使第四扰流部呈多孔的网状。

具体地，第二本体与流道入口和出口相对应的位置具有供气体穿过的流通口，且第二本体靠近膜电极组件20的一侧也具有流通口，使得气体可以与膜电极组件20接触。示例性地，第二本体可以呈枝杈状支撑在第一本体11和膜电极组件20之间，枝杈状第二本体靠近膜电极组件20的一侧可以具有多个支撑点支撑在膜电极组件20上。

可选地，第四扰流部还可以是金属泡沫、石墨泡沫等内部具有间隙的板状；还可以是本身为多孔结构的丝网状，例如金属网。

可以理解地，第一本体11上的扰流部可以是第一扰流部40、第二扰流部50、第三扰流部60、第四扰流部中一种或者多种的组合，本实施例不进行限制。

实施例二

本实施例提供一种燃料电池，图7为本发明实施例二提供的燃料电池的结构示意图，请参阅图7，其包括：至少一个膜电极组件20和至少两个前述实施例一所述的极板10，极板10和膜电极组件20交替设置；膜电极组件20包括：质子交换膜21以及催化层22、扩散层23；催化层22的个数为两个，并分别贴合在质子交换膜21的两侧面上；扩散层23的个数为两个，并分别贴合在两个催化层22背离质子交换膜21的侧面上。

具体地，燃料电池能通过氢气和氧气的化学反应，在燃料电池的两极处生成电压，为负载提供电力。燃料电池可以包括若干个依次堆叠的单体电池，每个单体电池均可以包括一个膜电极组件20和设置在膜电阻组件两侧的两个极板10，每个极板10靠近膜电极组件20的一侧均设置有供流体流动的流道。

其中，膜电极组件20可以包括：质子交换膜21以及催化层22、扩散层23；催化层22的个数为两个，并分别贴合在质子交换膜21的两侧面上；扩散层23的个数为两个，并分别贴合在两个催化层22的外侧面上。

其中，质子交换膜21(Proton Exchange Membrane，简称PEM)是燃料电池(ProtonExchange Membrane Fuel Cell，简称PEMFC)的核心部件，对电池性能起着关键作用，用于传导正极板一侧生成的质子。

扩散层23包括基底层和微孔层，基底层通常为多孔的碳纸、碳布等，厚度可以为100μm-400μm，起到支撑微孔层和催化层22的作用。微孔层可以为碳粉层，厚度可以是10μm-100μm，能够改善基底层的空隙结构，降低催化层22和基底层之间的接触电阻。

其中，催化层22的材质、结构、工作原理等可以是本领域技术人员熟知的结构，本实施例不进行限制。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种极板，其特征在于，包括板状的第一本体；

所述第一本体朝向膜电极组件的侧面具有供流体流动的流通区域，所述流通区域内具有多个凸起部，多个凸起部将所述流通区域分隔为蜿蜒的流道，所述流道具有多个支流道；

任一所述支流道在沿所述流体的流动方向的上游位置的截面尺寸大于沿所述流体的流动方向的下游位置的截面尺寸；

所述至少一个凸起部包括：第一凸起部和第二凸起部；

所述第一凸起部的第一端与所述流通区域的第一边缘连接，所述第一凸起部的第二端位于所述流通区域内，所述第二凸起部的第一端与所述流通区域的第一边缘连接，所述第二凸起部的第二端位于所述流通区域内；

所述第一凸起部和所述第二凸起部之间形成母支流道，所述第一凸起部背离所述第二凸起部的一侧形成第一子支流道，所述第二凸起部背离所述第一凸起部的一侧形成第二子支流道；

所述母支流道的入口对应所述流道的入口，所述第一子支流道以及所述第二子支流道的入口均与所述母支流道的出口连通。

2.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，所述凸起部沿其延伸方向上的不同位置的截面尺寸都相同。

3.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，所述第一凸起部和所述第二凸起部中的一者或两者与所述流通区域的第一边缘呈锐角设置。

4.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，所述流通区域的第二边缘与所述第一边缘相对设置，所述第一凸起部第二端与所述第二边缘的间距为第一间距，所述第二凸起部第二端与所述第二边缘的间距为第二间距；

所述第一凸起部第二端与所述第二凸起部第二端之间的间距大于等于所述第一间距和所述第二间距之和。

5.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，所述第一凸起部的延伸方向和所述第二凸起部的延伸方向均与所述第一边缘的延伸方向垂直；

所述流通区域的第二边缘与所述第一边缘相对设置，所述第一凸起部第二端与所述第二边缘的间距为第三间距，所述第二凸起部第二端与所述第二边缘的间距为第四间距；

所述第一凸起部第二端与所述第二凸起部第二端之间的间距大于等于所述第三间距和所述第四间距之和。

6.根据权利要求1-5任一项所述的极板，其特征在于，所述极板还包括第一扰流部，所述第一扰流部铺设在所述流通区域内，且所述第一扰流部的形状与所述流通区域的形状相匹配；

所述第一扰流部具有若干间隔设置的第一扰流区域，所述第一扰流区域的高度低于所述第一扰流部的端面高度。

7.根据权利要求6所述的极板，其特征在于，每个所述第一扰流区域沿所述流体流动方向的长度大于其他方向的长度。

8.根据权利要求7所述的极板，其特征在于，所述第一扰流区域在所述第一扰流部上均匀排布，以使所述第一扰流部呈网格状。

9.根据权利要求6所述的极板，其特征在于，所述极板还包括若干个间隔布置的第二扰流部，所述第二扰流部设置在所述第一扰流部上，且所述第二扰流部位于相邻所述第一扰流区域之间，所述第二扰流部与所述膜电极组件相抵。

10.根据权利要求9所述的极板，其特征在于，所述第二扰流部沿所述流体流动方向的长度小于其他方向的长度。

11.根据权利要求1-5任一项所述的极板，其特征在于，所述极板包括：第三扰流部，所述第三扰流部设置在所述流通区域内；

所述第三扰流部具有若干凸起或凹凸结构，所述凸起之间的凹部或者所述凹凸结构的凹部形成第二扰流区域。

12.根据权利要求11所述的极板，其特征在于，所述凸起或者所述凹凸结构的凸部与所述膜电极组件相抵。

13.根据权利要求1-5任一项所述的极板，其特征在于，所述极板包括第四扰流部，所述第四扰流部包括第二本体以及形成在所述第二本体内的第二流道，所述第二流道供流体穿过，所述第二流道相互连通以使所述第四扰流部呈多孔的网状。

14.一种燃料电池，其特征在于，包括至少一个膜电极组件和至少两个权利要求1-13任一项所述的极板，所述极板和所述膜电极组件交替设置；

所述膜电极组件包括：质子交换膜以及催化层、扩散层；所述催化层的个数为两个，并分别贴合在所述质子交换膜的两侧面上；所述扩散层的个数为两个，并分别贴合在两个所述催化层背离所述质子交换膜的侧面上。

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