CN113972382A - 一种燃料电池电堆 - Google Patents

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Abstract

本发明的燃料电池电堆增设包括若干缓冲区组的缓冲区，一缓冲区组包括一绝缘膜/导电膜和一双极板；缓冲区设置在集流板与端板之间时，缓冲区依次包括第一绝缘膜、第一双极板，…，第N绝缘膜、第N双极板，第一绝缘膜设置在阳/阴极集流板与第一双极板之间，第N双极板与阳/阴极端板之间设置有绝缘板；缓冲区设置在电芯极板与集流板之间时，缓冲区依次包括第一导电膜、第一双极板，…，第N导电膜、第N双极板，第一导电膜位于第一双极板与电芯阳/阴极极板之间，第N双极板位于第N导电膜与阳/阴极集流板之间，阳/阴极集流板的外侧依次设置有绝缘板和阳/阴极端板。本发明的燃料电池电堆不影响电堆原本电池单元装配结构，结构简单。

Description

一种燃料电池电堆
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池电堆。
背景技术
燃料电池是一种不经过燃烧，通过燃料（氢气、天然气或煤气）与氧化剂（空气或氧气）的反应，将化学能转换成电能的高效发电装置，具有能源易获取和清洁环保的特点。与传统能源相比，燃料电池工作时排放的温室气体极少，其能量转换效率高，运行平稳，工作噪音很小，不必周期性的更换部件与充电，被认为是继蒸汽机与内燃机之后的第三代动力源。尤其是质子交换膜燃料电池，它可以满足汽车在不同工况下的行驶需求，功率密度大，工作温度低，常温下启动时间短，最适合作为汽车动力源的燃料电池。然而，在燃料电池大规模商业化前，仍面临寿命和环境适应性等方面的挑战。其中，影响电堆寿命的关键因素之一就是电堆单电池电压均一性，电堆单电池电压极差过大，会缩短电堆整体运行寿命，同样，该现象会造成燃料电池电堆低温储存和启动失败。分析原因，电堆单片电压偏低，电压极差过大，一般会发生在电堆两端，这是由两端易散热和进气不均匀的原因引起，持续运行，电堆寿命受影响。总体上说，针对该情况则需做好电堆保温和气体分布，保证电堆单电池电压均一性。
针对改善电堆内部结构这一思路，公开号为CN211376818U的中国专利提出在阳极绝缘板和阳极集流板之间设置阳极绝热垫，阴极绝缘板和阴极集流板之间设置阴极绝热垫，用来阻滞燃料电池电堆在冷启动过程中产生的热量传递至绝缘板，降低热能损失，缓解首末两节电池电压出现偏低而影响冷启动。但该试验中没有考虑到电堆进气对首末区域单电池电压的影响，燃料和氧化剂从电堆端板进口进入到歧管时，首端和末端歧管口处气体流动会形成死区，影响前端和末端某节或某几节电池的气体流通，从而影响前端和末端某节或某几节电池电压，最终导致冷启动失败。
公开号为CN111916788A的中国专利中提到一种燃料电池热平衡电堆，多个串联的电池单体形成的电堆两端分别串联有假电池（数量为1＜n≤5），假电池为不参与电池电化学反应的电池，集流板在真电池与假电池之间，也可以在真/假电池串联的外面，该发明通过“冷锻温度调控”的原理，对燃料电池的端部进行热平衡设计，使其消除由于端部结构部件的吸热作用而是电堆堆芯部分各单体电池工作温度不均匀的技术问题。但是该专利中假电池是由阴阳极气体扩散层和密封边框组成，结构复杂，此外，若该假电池有导电性，按专利中描述的假电池串联在端板与集流板之间时，则会存在漏电的情况，若该假电池无导电性，按专利中描述的假电池串联在真电池与集流板之间时，则会存在电能输出异常的情况。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种燃料电池电堆。本发明的燃料电池电堆通过电堆内部结构更改，操作简单，同时不影响电堆原本电池单元装配结构，缓冲区采用的双极板与电芯中的双极板一致，带氢气、空气、冷却道流道，无需额外制作不同结构双极板，无需制作七合一的假膜电极，单层材料，结构更简单。
为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：一种燃料电池电堆，在电堆端板与集流板之间和/或电芯极板与集流板之间增设缓冲区，所述缓冲区包括若干缓冲区组，一缓冲区组包括一绝缘膜/导电膜和一双极板；
所述缓冲区设置在阳极集流板与阳极端板之间或阴极集流板与阴极端板之间时，缓冲区依次包括第一绝缘膜、第一双极板，第二绝缘膜、第二双极板，…，第N绝缘膜、第N双极板，所述第一绝缘膜设置在阳/阴极集流板与第一双极板之间，所述第N双极板与阳/阴极端板之间设置有绝缘板，其中N为不小于1的整数；
所述缓冲区设置在电芯阳极极板与阳极集流板之间或电芯阴极极板与阴极集流板之间时，缓冲区依次包括第一导电膜、第一双极板，第二导电膜、第二双极板，…，第N导电膜、第N双极板，所述第一导电膜位于第一双极板与电芯阳/阴极极板之间，所述第N双极板位于第N导电膜与阳/阴极集流板之间，所述阳/阴极集流板的外侧依次设置有绝缘板和阳/阴极端板，其中N为不小于1的整数。
进一步地，所述绝缘膜、绝缘板及导电膜均采用耐酸碱、耐温的材料制成，所述耐酸碱的pH值范围为：pH 2~8，所述耐温的温度范围是：－40~120℃。
进一步地，所述绝缘膜采用透气率＜2*10-6cm3/s·cm2·Pa、拉伸强度＞45MPa、导热系数＜0.5W/m·K的材料制成。
进一步地，所述绝缘膜采用环氧树脂膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜或硅胶膜，厚度为0.1~0.5mm。
进一步地，所述绝缘板采用透气率＜2*10-6cm3/s·cm2·Pa、拉伸强度＞45MPa、导热系数＜20W/m·K的材料制成。
进一步地，所述绝缘板采用厚度为1~10mm的环氧玻纤板。
进一步地，所述导电膜采用透气率＜2*10-6cm3/s·cm2·Pa、拉伸强度＞45MPa、导热系数＜150W/m·K的材料制成。
进一步地，所述导电膜采用石墨膜、石墨涂层树脂板或石墨涂层不锈钢片制成，厚度为0.1~0.5mm。
进一步地，所述缓冲区内的所述双极板带有氢气流道、空气流道及冷却流道，所述冷却流道中的冷却液温度与电堆电芯进口温度一致。
进一步地，所述缓冲区双极板、绝缘膜及导电膜的数量由燃料电池电堆中反应气总通量的仿真结果决定，阴极和阳极侧电堆缓冲区组的总数量为2~20组。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
1）本发明考虑了电堆边缘散热的问题，在电堆的阳极端板与阳极集流板之间、阴极端板与阴极集流板之间或者电芯阳极极板与阳极集流板之间、电芯阴极极板与阴极集流板之间增加缓冲区，缓冲区内双极板带有冷却流道，冷却流道中的冷却液温度与电堆电芯进口温度一致，可保证缓冲区与电芯之间一个较低的温度梯度差，电芯边缘热辐射效应减缓，常规电堆只有电芯、集流板、端板，电芯与外部有较大的温度梯度差，电芯边缘热辐射效应大，导致电芯边缘单电池电压偏低。本申请通过缓冲区的增加来降低电堆边缘散热问题，能够改善边缘单电池电压偏低对冷启动和电堆寿命带来的影响。
2）本发明同时考虑了电堆边缘进气不均匀的问题，在电堆的阳极端板与阳极集流板之间、阴极端板与阴极集流板之间或者电芯阳极极板与阳极集流板之间、电芯阴极极板与阴极集流板之间增加缓冲区，缓冲区内双极板带有氢气和空气流道，可保证气体流通时进出口处的死区出现在缓冲区，而不会影响电芯首尾处单电池的气体顺畅流通，首尾处单电池表现稳定的电压输出，常规电堆只有电芯、集流板、端板，气体进堆时的死区直接影响电芯首尾处，导致电芯边缘单电池电压偏低。本申请通过缓冲区的增加来降低电堆边缘进气不稳定的问题，能够改善边缘单电池电压偏低对冷启动和电堆寿命带来的影响。
3）本发明通过电堆内部结构更改，操作简单，同时不影响电堆原本电池单元装配结构，缓冲区采用的双极板与电芯中的双极板一致，带氢气、空气、冷却道流道，无需额外制作不同结构双极板，无需制作七合一的假膜电极，单层材料，结构更简单。
附图说明
图1是本发明实施例1燃料电池电堆的结构示意图。
图2是本发明实施例2燃料电池电堆的结构示意图。
图3是本发明实施例1中电堆前28节的气体流通仿真矢量图。
附图标记说明：1-阳极集流板；2-绝缘膜；3-双极板；4-绝缘板；5-阳极端板；6-导电膜；7-阴极集流板；8-阴极端板。
具体实施方式
本发明在电堆阳极端板与阳极集流板之间、阴极端板与阴极集流板之间或者电芯阳极极板与阳极集流板之间、电芯阴极极板与阴极集流板之间，增加缓冲区，缓冲区的作用是减少电堆两端热损失和供气不稳。缓冲区的双极板可以流通冷却液，电堆运行时缓冲区冷却液温与电池一致，电芯区与缓冲区温度接近，热辐射现象减缓，缓解了接近集流板的单电池因温度偏低而电压偏低的情况。同时因为缓冲区的增加，进气端和末端歧管长度变长，气体流动死区位置发生在不发生反应的缓冲区，进而减少了对单电池进气通量的影响，缓解了电芯两端的单电池因反应气不稳而电压偏低的情况。缓冲区在集流板与端板之间时，缓冲区依次包括第一绝缘膜、第一双极板，第二绝缘膜、第二双极板，…，第N绝缘膜、第N双极板，所述第一绝缘膜设置在阳/阴极集流板与第一双极板之间，所述第N双极板与阳/阴极端板之间设置有绝缘板，其中N为不小于1的整数；缓冲区内双极板带有氢气流道、空气流道及冷却流道，双极板中间可以流通冷却液，所述冷却流道中的冷却液温度与电堆电芯进口温度一致，阴阳极流场带密封胶条。
缓冲区在电芯与集流板之间时，缓冲区依次包括第一导电膜、第一双极板，第二导电膜、第二双极板，…，第N导电膜、第N双极板，所述第一导电膜位于第一双极板与电芯阳/阴极极板之间，所述第N双极板位于第N导电膜与阳/阴极集流板之间，所述阳/阴极集流板的外侧依次设置有绝缘板和阳/阴极端板，其中N为不小于1的整数。缓冲区需要的双极板、绝缘膜及导电膜数量由对整堆总通量的仿真结果决定。其中一绝缘膜/导电膜和一双极板构成一组缓冲区，阴极和阳极侧电堆缓冲区的总数量为2~20组。所需的缓冲区组数则根据无缓冲区的电堆的反应气从外部歧管到内部歧管，再分配至每节单电池的流速分布仿真结果，查看进出口气体流动死区的位置，死区越大，缓冲区组数越多。
绝缘膜、绝缘板及导电膜均采用耐酸碱、耐温的材料制成，所述耐酸碱的pH值范围为：pH 2~8，所述耐温的温度范围是：－40~120℃。
其中，绝缘膜采用透气率＜2*10-6cm3/s·cm2·Pa、拉伸强度＞45MPa、导热系数＜0.5W/m·K的材料制成。优选地，绝缘膜采用环氧树脂膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜或硅胶膜，厚度为0.1~0.5mm。
绝缘板采用透气率＜2*10-6cm3/s·cm2·Pa、拉伸强度＞45MPa、导热系数＜20W/m·K的材料制成，优选地，绝缘板采用厚度为1~10mm的环氧玻纤板。
导电膜采用透气率＜2*10-6cm3/s·cm2·Pa、拉伸强度＞45MPa、导热系数＜150W/m·K的材料制成，优选地，导电膜采用石墨膜、石墨涂层树脂板或石墨涂层不锈钢片制成，厚度为0.1~0.5mm。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
首先采用FLUENT仿真分析软件对无缓冲区的200节电堆进行气体流通仿真，给定出口压力为90kPa（表压），氢气流量为600NL/min边界参数，从图3的仿真矢量图可以看出电芯前六节区域的位置存在明显的流动死区，随后，按图1的形式和结构方式，装配一个活性面积为297cm2的200节电芯燃料电池电堆，此外，该电堆电芯阳/阴极板与阳/阴极端板5之间依次装有第一导电膜6（厚度为0.1mm的碳涂层不锈钢片）、第一双极板3，第二导电膜6、第二双极板3，第三导电膜6、第三双极板3，第四导电膜6、第四双极板3，第五导电膜6、第五双极板3，第六导电膜6、第六双极板3共六组缓冲区组，第一导电膜位于第一双极板与电芯阳/阴极板之间，第六双极板位于第六导电膜与阳/阴极集流板之间，阳/阴极集流板的外侧依次设置有绝缘板（厚度为5mm的FR-4环氧玻纤板）和阳/阴极端板。
装配好的电堆进行气密性检测、活化及性能测试，气密性检测为阳极0.5bar N2、阴极常压，观察阳极窜阴极的气量（窜气量为40mL/min），电池工作温度为80℃，电堆性能测试结果：在1.6A/cm2电流密度下，电堆电压极差29mV。
实施例2
首先采用FLUENT仿真分析软件对无缓冲区的8节电堆进行气体流通仿真，给定出口压力为90kPa（表压），氢气流量为25NL/min边界参数，仿真结果显示电芯首尾两节气体会流通不稳定，随后，按图2的形式和结构方式，装配一个活性面积为297cm2的8节电芯燃料电池电堆，缓冲区设置在阳/阴极集流板与阳/阴极端板之间，缓冲区包括依次设置的绝缘膜2（厚度为0.4mm的硅胶片）、双极板3共一组缓冲区组，绝缘膜2设置在阳/阴极集流板与双极板3之间，双极板与阳/阴极端板之间设置有绝缘板4（厚度为10mm的FR-4环氧玻纤板），装配好的电堆进行气密性检测、活化及性能测试，气密性检测为阳极0.5bar N2、阴极常压，观察阳极窜阴极的气量（窜气量为2.0mL/min），电池工作温度为80℃，随后进行-20℃低温启动试验以及低温启动后的电堆气密性试验（窜气量为2.0mL/min）。电堆性能测试结果：在1.6A/cm2电流密度下，电堆电压极差23mV，-20℃低温启动正常。
对比例1
常规形式电堆，装配一个活性面积为297cm2的8节电芯燃料电池电堆，无缓冲区，装配好的电堆进行气密性检测、活化及性能测试。
气密性检测为阳极0.5bar N2、阴极常压，观察阳极窜阴极的气量（窜气量为1.8mL/min）。电池工作温度为80℃，随后进行-20℃低温启动试验以及低温启动后的电堆气密性试验（窜气量为3.0mL/min）。
电堆性能测试结果：在1.6A/cm2电流密度下，电堆电压极差63mV，-20℃低温启动失败。
通过实施例2和对比例1中电堆性能测试结果可知，在电堆阳极端板和阳极集流板、阴极端板和阴极集流板之间增加缓冲区后，通过减缓电芯边缘热辐射和缓解电芯边缘进出气不稳定，最终减小了对电芯边缘单电池的性能影响，增加缓冲区的电堆单电池性能极差缩小，由无缓冲区电堆的单电池极差63mV，降为有缓冲区电堆的单电池极差23mV，同时提升了冷启动性能，在低温启动过程中，由于有缓冲区的电芯边缘热辐射减缓，电堆初始反应过程中保温功能提升，化冰速率快于低温结冰速率，同时由于有缓冲区电堆单电池极差小，电堆实现低温成功启动。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种燃料电池电堆，其特征在于，在电堆端板与集流板之间和/或电芯极板与集流板之间增设缓冲区，所述缓冲区包括若干缓冲区组，一缓冲区组包括一绝缘膜/导电膜和一双极板；
所述缓冲区设置在阳极集流板与阳极端板之间或阴极集流板与阴极端板之间时，缓冲区依次包括第一绝缘膜、第一双极板，第二绝缘膜、第二双极板，…，第N绝缘膜、第N双极板，所述第一绝缘膜设置在阳/阴极集流板与第一双极板之间，所述第N双极板与阳/阴极端板之间设置有绝缘板，其中N为不小于1的整数；
所述缓冲区设置在电芯阳极极板与阳极集流板之间或电芯阴极极板与阴极集流板之间时，缓冲区依次包括第一导电膜、第一双极板，第二导电膜、第二双极板，…，第N导电膜、第N双极板，所述第一导电膜位于第一双极板与电芯阳/阴极极板之间，所述第N双极板位于第N导电膜与阳/阴极集流板之间，所述阳/阴极集流板的外侧依次设置有绝缘板和阳/阴极端板，其中N为不小于1的整数。
2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述绝缘膜、绝缘板及导电膜均采用耐酸碱、耐温的材料制成，所述耐酸碱的pH值范围为：pH 2~8，所述耐温的温度范围是：－40~120℃。
3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述绝缘膜采用透气率＜2*10- 6cm3/s·cm2·Pa、拉伸强度＞45MPa、导热系数＜0.5W/m·K的材料制成。
4.根据权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述绝缘膜采用环氧树脂膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜或硅胶膜，厚度为0.1~0.5mm。
5.根据权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述绝缘板采用透气率＜2*10- 6cm3/s·cm2·Pa、拉伸强度＞45MPa、导热系数＜20W/m·K的材料制成。
6.根据权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述绝缘板采用厚度为1~10mm的环氧玻纤板。
7.根据权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述导电膜采用透气率＜2*10- 6cm3/s·cm2·Pa、拉伸强度＞45MPa、导热系数＜150W/m·K的材料制成。
8.根据权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述导电膜采用石墨膜、石墨涂层树脂板或石墨涂层不锈钢片制成，厚度为0.1~0.5mm。
9.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述缓冲区内的所述双极板带有氢气流道、空气流道及冷却流道，所述冷却流道中的冷却液温度与电堆电芯进口温度一致。
10.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述缓冲区双极板、绝缘膜及导电膜的数量由燃料电池电堆中反应气总通量的仿真结果决定，阴极和阳极侧电堆缓冲区组的总数量为2~20组。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110123561A (ko) * 2010-05-07 2011-11-15 엘에스산전 주식회사 연료전지 스택
CN107546393A (zh) * 2017-09-28 2018-01-05 陈莉 一种质子交换膜燃料电池双极板结构、燃料电池电堆及其控制方法
CN108172863A (zh) * 2016-12-07 2018-06-15 中国科学院大连化学物理研究所 燃料电池系统及其快速启动方法
CN209418632U (zh) * 2019-01-15 2019-09-20 上海铭寰新能源科技有限公司 一种燃料电池的电源输出端子组件
CN211295272U (zh) * 2020-03-13 2020-08-18 中自环保科技股份有限公司 一种燃料电池单体
CN211320215U (zh) * 2020-03-10 2020-08-21 风氢扬科技(杭州)有限公司 一种燃料电池堆
CN111564644A (zh) * 2020-05-14 2020-08-21 苏州钧峰新能源科技有限公司 一种小功率的高温质子交换膜燃料电池电堆
CN111916788A (zh) * 2020-08-14 2020-11-10 贵州梅岭电源有限公司 一种燃料电池热平衡电堆
CN112993312A (zh) * 2019-12-14 2021-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种具有间隔冷却腔的高温甲醇燃料电池电堆

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110123561A (ko) * 2010-05-07 2011-11-15 엘에스산전 주식회사 연료전지 스택
CN108172863A (zh) * 2016-12-07 2018-06-15 中国科学院大连化学物理研究所 燃料电池系统及其快速启动方法
CN107546393A (zh) * 2017-09-28 2018-01-05 陈莉 一种质子交换膜燃料电池双极板结构、燃料电池电堆及其控制方法
CN209418632U (zh) * 2019-01-15 2019-09-20 上海铭寰新能源科技有限公司 一种燃料电池的电源输出端子组件
CN112993312A (zh) * 2019-12-14 2021-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种具有间隔冷却腔的高温甲醇燃料电池电堆
CN211320215U (zh) * 2020-03-10 2020-08-21 风氢扬科技(杭州)有限公司 一种燃料电池堆
CN211295272U (zh) * 2020-03-13 2020-08-18 中自环保科技股份有限公司 一种燃料电池单体
CN111564644A (zh) * 2020-05-14 2020-08-21 苏州钧峰新能源科技有限公司 一种小功率的高温质子交换膜燃料电池电堆
CN111916788A (zh) * 2020-08-14 2020-11-10 贵州梅岭电源有限公司 一种燃料电池热平衡电堆

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