CN114400347B - 一种用于燃料电池的双极板以及燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于燃料电池的双极板以及燃料电池，用于解决现有双极板的冷却腔流阻大的技术问题。双极板包括阳极板和阴极板，阳极板和阴极板上均设置有若干间隔设置的流道凸脊，流道凸脊的相对侧以及相邻两个流道凸脊之间形成流道，流道包括连通的分配段和活性段，分配段沿第一方向延伸，活性段沿第二方向延伸，且第一方向与第二方向呈角度设置；相邻两个流道凸脊之间设置有至少一个第一凸台，第一凸台在第一凸台所在面的相对侧形成连通相邻两段分配段的导流通道。本发明通过设置第一凸台，在其凸起侧的相对侧形成连通相邻两段分配段的导流通道，使得冷却剂流通过程中不需要通过分配段与活性段之间的夹角，从而降低冷却剂流阻。

Description

一种用于燃料电池的双极板以及燃料电池

技术领域

本申请属于燃料电池技术领域，具体涉及一种用于燃料电池的双极板以及燃料电池。

背景技术

质子交换膜燃料电池，是一种以氢气为燃料，直接将化学能转换为电能的发电装置。燃料电池的能量密度高、启动速度快、操作温度低、产物无污染等优点，使得其在新能源汽车领域具有潜在的应用价值。燃料电池堆的结构，通常为数百片膜电极、双极板和密封件堆叠而成，通过两侧的端板、绝缘板和集流板施加紧固力，组成燃料电池堆。在燃料电池电堆内部，反应气体(氢气和空气)以及冷却剂通过双极板的总管口分配至每片单电池，因此，总管口的尺寸大小直接影响电堆三腔流阻大小。在每片单电池内部，氢气和空气分别通过阳极侧和阴极侧流道分布均匀，传递给膜电极，发生电化学反应，冷却剂则通过冷却通道均匀分布，移出电化学反应的废热。

因此，双极板的流场设计对于提升燃料电池的工作性能至关重要。

申请号为CN201510847279.1的发明申请“一种基于迷宫挡板结构流场的质子交换膜燃料电池双极板”，公开了一种基于迷宫挡板结构流场的质子交换膜燃料电池双极板，包括呈矩形状的气体流场，反应气进口和出口成对角分布，气体流场内部含有多个高度相同的脊和挡板，这种类似迷宫的结构设计增强了气体的强制对流和排水能力，使气体分布均匀，提高反应效率，提升整体电化学性能。

但是，上述公开只涉及反应气体分配，没有涉及到冷却剂的分配，没有考虑冷却剂分配对于电池性能的影响。

综上，现有技术的双极板存在难以兼顾气体分配与冷却剂分配的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于燃料电池的双极板以及燃料电池，通过改进单极板的流场结构，使得反应气体和冷却剂均能够均匀分配，并且降低冷却剂流道的流阻。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种用于燃料电池的双极板，包括阳极板和阴极板，所述阳极板和所述阴极板上均设置有若干间隔设置的流道凸脊，所述流道凸脊的相对侧以及相邻两个所述流道凸脊之间形成流道；所述流道包括连通的分配段和活性段，所述分配段沿第一方向延伸，所述活性段沿第二方向延伸，且所述第一方向与所述第二方向呈角度设置；相邻两个所述流道凸脊之间设置有至少一个第一凸台，所述第一凸台在第一凸台所在面的相对侧形成连通相邻两段所述分配段的导流通道。

可选的，所述第一方向设置为平行于所述双极板的短边；所述第二方向设置为平行于所述双极板的长边。

可选的，所述流道还包括沿所述第二方向延伸的导流段，所述导流段与所述活性段通过所述分配段连通；

所述导流段与所述分配段圆弧过渡，倒圆角半径为5～8mm；所述分配段与所述活性段圆弧过渡，倒圆角半径为5～8mm。

可选的，所述分配段中设置有第一分流道叉，所述分配段通过所述第一分流道叉分隔为2条以上一级子流道，所述一级子流道的总数为所述分配段的总数的两倍以上；

所述活性段中设置有第二分流道叉，所述活性段通过所述第二分流道叉分隔为2条以上二级子流道，所述二级子流道的总数为所述一级子流道的总数的两倍以上。

可选的，所述阳极板和所述阴极板上均设置有氧化剂进口、还原剂进口、冷却剂进口、氧化剂出口、还原剂出口和冷却剂出口；

所述阳极板和所述阴极板的流场均包括分配区、活性区和汇流区；所述分配段位于所述分配区和所述汇流区中；所述活性段位于所述活性区中。

可选的，所述氧化剂进口、所述还原剂进口和所述冷却剂进口的面积比例为15：5：6～15：5：10；所述阳极板和所述阴极板上均设置有密封槽，所述密封槽的宽度为3～6mm。

可选的，所述阳极板的靠近所述还原剂进口和所述还原剂出口处，以及所述阴极板的靠近所述氧化剂进口和所述氧化剂出口处，均设置有1个以上第二凸台和1个以上通孔；所述第二凸台靠近所述流道，所述通孔靠近所述还原剂进口/所述氧化剂进口；

所述阳极板的靠近所述氧化剂进口和所述氧化剂出口处，以及所述阴极板的靠近所述还原剂进口和所述还原剂出口处，均设置有第三凸台，所述第三凸台上设置有1个以上第一凹孔；

所述阳极板的靠近所述冷却剂进口和所述冷却剂出口处，以及所述阴极板的靠近所述冷却剂进口和所述冷却剂出口处，均设置有第四凸台和/或第五凸台，所述第四凸台靠近所述冷却剂进口和所述冷却剂出口，所述第四凸台上设置有1个以上第二凹孔，所述第五凸台与所述第一凸台相接。

可选的，所述第二凸台的数量为10～20个，所述第二凸台为直径为1～1.5mm的圆柱凸台；所述通孔的数量为2～8个，所述通孔为腰型孔，所述腰型孔的长度为8～10mm，宽度为3～5mm；

所述第三凸台的长度为20～25mm、宽度为10～15mm，所述第一凹孔的数量为2～20个；

所述第四凸台的长度为15～20mm、宽度为8～10mm，所述第二凹孔的数量为2～8个；所述第五凸台呈L型，L型的所述第五凸台的短边长度为20～25mm，长边长度为250～300mm，L型的所述第五凸台的最窄边宽度为0.5～1mm，最大宽度为3～5mm。

可选的，所述流道中设置有3～20个所述第一凸台；所述第一凸台在所述第一方向上的尺寸为1～1.5mm；所述第一凸台的高度为0.1～0.2mm；所述流道的深度为0.3～0.5mm；所述双极板的流道周期为1.0～2.2mm。

基于同样的发明构思，本发明还对应提供了一种燃料电池，包括至少一个上述的用于燃料电池的双极板。

由上述技术方案可知，本发明提供的用于燃料电池的双极板，包括阳极板和阴极板，阳极板和阴极板上均设置有若干流道凸脊，气场侧的流道凸脊对应于水场侧的用于供冷却剂流通的流道，气场侧的相邻两个流道凸脊之间形成用于供反应气体流通的流道。本发明的双极板中，流道包括连通的分配段和活性段，分配段靠近进气口/进液口，将局部流入的冷却剂或反应气体进行分配，均匀分配至活性段。活性段的分布面积较大，氢和氧的电化学反应主要发生在活性段，通过分配段与活性段确保反应气体和冷却剂分布均匀。

由于分配段起到分配作用，使得分配段与活性段之间必然具有一定夹角，即流道的分配段沿第一方向延伸设置，流道的活性段沿第二方向延伸设置，且第一方向与第二方向呈角度设置。该角度的存在使得冷却剂在流道中流通时存在流阻，存在压力损失，导致冷却效果降低，单电池内部温度较高，影响燃料电池的工作性能。

为了降低流阻(压损)，本发明的双极板中，相邻两个流道凸脊之间设置有至少一个第一凸台，第一凸台在其所在侧面上呈现为凸出于该侧面的凸起，在所在极板的另一侧面上则呈现为内凹于该侧面的凹陷，也即第一凸台在其凸起侧的相对侧形成一导流通道，该导流通道能够连通相邻两段分配段，从而使得分配段形成一个连通网格，该连通网格使得冷却剂流通过程中不需要通过分配段与活性段之间的夹角，从而降低冷却剂流阻，实现降低冷却剂压损，同时同时扩大散热面积，强化局域传热能力，增加散热均匀性，避免膜电极进口局部过热，确保燃料电池堆可靠、适配性强。

附图说明

图1为本发明实施例1的双极板中阳极板的气场侧结构示意图。

图2为图1的阳极板的还原剂进口端的结构示意图。

图3为图1的阳极板的还原剂出口端的结构示意图。

图4为本发明实施例1的双极板中阴极板的气场侧结构示意图。

图5为图4的阴极板的氧化剂进口端的结构示意图。

图6为图4的阴极板的氧化剂出口端的结构示意图。

附图标记说明：

100-阳极板；101-阳极板的氧化剂进口，102-阳极板的还原剂进口，103-阳极板的冷却剂进口，104-阳极板的氧化剂出口，105-阳极板的还原剂出口，106-阳极板的冷却剂出口，107-反应气体(还原剂)分配区，108-反应气体(还原剂)流场活性区，109-反应气体(还原剂)汇流区。

200-阴极板，201-阴极板的氧化剂进口，202-阴极板的还原剂进口，203-阴极板的冷却剂进口，204-阴极板的氧化剂出口，205-阴极板的还原剂出口，206-阴极板的冷却剂出口，207-反应气体(氧化剂)分配区，208-反应气体(氧化剂)流场活性区，209-反应气体(氧化剂)汇流区。

10-流道，11-分配段，111-一级子流道，12-活性段，121-二级子流道，13-导流段；20-流道凸脊，21-第一分流道叉，22-倒圆角，23-第二分流道叉；30-第一凸台；40-第二凸台；50-通孔；60-第三凸台，61-第一凹孔；70-第四凸台，71-第二凹孔；80-第五凸台，81-缩颈；90-密封槽。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

双极板设计的关键在于如何优化流场设计，使得反应气体和冷却剂分布均匀，同时尽可能地降低流阻和压损。双极板的分布均匀化和流阻最小化是保障电堆与系统附件适配性和可靠性的重要设计指南。但是，现有技术中的相关研究一般只涉及反应气体分配，没有涉及到冷却剂的分配，没有考虑冷却剂分配对于电池性能的影响。

因此，针对燃料电池的冷却腔流阻大的问题，本发明实施例提供一种用于燃料电池的双极板以及燃料电池，用于解决双极板的冷却腔流阻大的问题，保证了电堆在实际使用过程中的适配性和可靠性，同时不影响双极板面积利用率。

下面通过具体实施方式对本申请的内容进行详细介绍：

实施例1：

本申请实施例提供一种用于燃料电池的双极板，包括阳极板和阴极板，阳极板100和阴极板贴合并密封，形成“两板三场”的结构：阳极板与阴极板之间为冷却剂流动场(以下简称水场)；阳极板的另一侧为气场，供氢气流通(以下简称氢气场)；阴极板的另一侧为气场，供空气流通(以下简称空气场)。阳极板和阴极板由于要输出电压/电流，因此其基材均为导体，本实施例中阳极板和阴极板的基材可采用不锈钢或者钛板，基材厚度为0.075～0.1mm。

参见图1和图4，阳极板100和阴极板200上均设置有若干间隔设置的流道凸脊20，流道凸脊20是在基材上采用模压成型工艺加工得到，因此在基材的气场侧表现为凸脊，则在基材的水场侧则表现为凹槽。因此本实施例中“凸”和“凹”为相对的概念，即阳极板100/阴极板200的其中一面表现为“凸”，则另一面对应位置则表现为“凹”。由此，流道凸脊20的相对侧以及相邻两个流道凸脊20之间形成流道10，具体的，流道凸脊20的相对侧为供冷却剂流通的流道，而相邻两个流道凸脊20之间所形成的是供反应气体流通的流道。流道凸脊20不仅用于形成流道，同时用于支撑燃料电池的膜电极。

同样参见图1和图4，本实施例中，流道10包括连通的分配段11和活性段12，其中：分配段11用于将进口的流体均匀分散或将流体汇聚于对应的出口，活性段12用于供反应气体在活性区均匀分散并充分反应，以及供冷却剂在活性区均匀分散并充分散热。分配段11靠近进气口/进液口，将局部流入的冷却剂或反应气体进行分配，均匀分配至活性段12。活性段12的分布面积较大，氢和氧的电化学反应主要发生在活性段12，通过分配段11与活性段12确保反应气体和冷却剂分布均匀。

具体的，分配段11沿第一方向延伸，活性段12沿第二方向延伸，且第一方向与第二方向呈角度设置。分配段11与活性段12的夹角是必然存在的，这是因为流体出入口通常仅位于阳极板100/阴极板200的局部，但是活性区要求尽可能多地覆盖阳极板100/阴极板200的中间区域，由此导致流体必然存在由“点”到“面”的扩散状态以及由“面”到“点”的汇聚状态，也正因如此，流体在流经分配段11与活性段12的过渡处时，会存在压损，即分配段11与活性段12的夹角对流体产生流阻。燃料电池工作时，氢气与空气中的氧气发生电化学反应，产生热量，需要的冷却剂将热量及时带走，保证燃料电池正常工作，因此冷却剂的流量比较大，而该流阻的存在会对冷却剂产生不利影响，导致冷却效果降低，单电池内部温度较高，影响燃料电池的工作性能。

为了降低流阻(压损)，本发明的双极板中，相邻两个流道凸脊20之间设置有至少一个第一凸台30，第一凸台30向气场侧凸出，第一凸台30在第一凸台30所在面的相对侧(即水场侧)形成连通相邻两段分配段11的导流通道。该导流通道能够连通相邻两段分配段11，从而使得分配段11形成一个连通网格，该连通网格使得冷却剂流通过程中不需要通过分配段11与活性段12之间的夹角，冷却剂可从靠近流体出入口一侧依次流经各个分配段11，而不需要经过分配段11与活性段12之间的过渡位置，从而降低冷却剂流阻，实现降低冷却剂压损，同时强化局域传热能力，确保燃料电池堆可靠、适配性强的技术效果。

为了尽量降低流阻，第一凸台30的数量应当尽可能多，使得形成的连通网格更致密，本实施例中，流道10中设置有3～20个第一凸台30，更为具体的，单个分配段11中应至少设置1个第一凸台30，分配段11中第一凸台30的具体数量根据分配段11的长度而定，本申请不做限制。

具体的，第一凸台30可以为任意一种形状，例如圆柱凸台、方柱凸台、球形凸台等。本实施例中，双极板的流道10周期为1.0～2.2mm，由于第一凸台30需要连通相邻两段分配段11，因此第一凸台30在流道10周期延伸方向上的尺寸应当小于流道10周期，第一凸台30在第一方向上的尺寸(即宽度)为1～1.5mm。

为了不影响气场侧反应气体的流动，在本发明实施例中，第一凸台30的高度应当小于流道10的深度，使得相邻两段分配段11能够通过第一凸台30所形成的导流通道连通，同时第一凸台30不阻挡反应气体的流动。本实施例中，流道10的深度为0.3～0.5mm，第一凸台30的凸起高度为0.1～0.2mm。

参见图1和图4，阳极板100和阴极板200上均设置有氧化剂进口101、201，还原剂进口102、202，冷却剂进口103、203，氧化剂出口104、204，还原剂出口105、205，以及冷却剂出口106、206。阳极板100和阴极板200的流场均包括分配区、活性区和汇流区，具体的：阳极板100和阴极板200的气场侧均设置有反应气体分配区107、207，反应气体流场活性区108、208，以及反应气体汇流区109、209。其中：反应气体分配区107、207用于将进口的反应气体均匀分配至反应气体流场活性区108、208；反应气体流场活性区108、208的分布面积最大，一般超过阳极板100/阴极板200单侧面积的一半，氢和氧的电化学反应主要发生在反应气体流场活性区108、208；反应气体汇流区109、209用于将未反应的氢气以及反应后的空气(含反应产生的水蒸气)汇聚输出至出口。因此，流道10的分配段11位于反应气体分配区107、207和反应气体汇流区109、209中；活性段12位于反应气体流场活性区108、208中。

由于阳极板100的两侧分别为水场侧和氢气场侧，因此阳极板100中还原剂进口102、反应气体分配区107、反应气体流场活性区108、反应气体汇流区109和还原剂出口105依次连通。由于阴极板200的两侧分别为水场侧和空气场侧，因此阴极板200中氧化剂进口202、反应气体分配区207、反应气体流场活性区208、反应气体汇流区209和氧化剂出口205依次连通。

阳极板100和阴极板200的水场侧均设置有冷却剂分配区、冷却剂流场活性区、冷却剂汇流区，冷却剂分配区、冷却剂流场活性区、冷却剂汇流区的位置和面积分别与反应气体分配区、反应气体流场活性区和反应气体汇流区一一对应相同。阳极板100和阴极板200中冷却剂进口103/203、冷却剂分配区、冷却剂流场活性区、冷却剂汇流区和冷却剂出口106/206依次连通。

本实施例中，氧化剂进口101/201、还原剂进口102/202和冷却剂进口103/203，以及氧化剂出口104/204、还原剂出口105/205和冷却剂出口106/206分别分布于双极板的两短边侧，且呈中心对称分布，极板面积利用率高。

为了方便布置流道10，本实施例中，第一方向设置为平行于双极板的短边；第二方向设置为平行于双极板的长边，第一方向与第二方向垂直。也即流道10的分配段11沿双极板的短边方向延伸、且沿双极板的长边方向间隔设置，流道10的活性段12沿双极板的长边方向延伸、且沿双极板的短边方向间隔设置。反应气体分配区、反应气体流场活性区、反应气体汇流区沿双极板的长边方向依次分布；冷却剂分配区、冷却剂流场活性区、冷却剂汇流区沿双极板的长边方向依次分布。

为了方便流体出入口与分配段11的连通，本实施例中，流道10还包括沿第二方向延伸的导流段13，导流段13靠近流体出入口(具体是反应气体出入口)，导流段13与活性段12通过分配段11连通；导流段13和分配段11均位于反应气体分配区107、207和反应气体汇流区中109、209。也即，流道10的两端均设置有两个“90°弯”，此种布置方式能够降低分配区的面积，增加活性区面积，提高反应效率。但是，由于存在两个“90°弯”，导致冷却剂流阻增加，而本申请的双极板分配区中密布第一凸台30，相邻两段分配段11能够通过第一凸台30所形成的导流通道连通，从而使得冷却剂不需要经过两个“90°弯”，能够直接进入分配区，从而有效降低压损。

具体参见图2至图3以及图5至图6，导流段13、分配段11与活性段12形成三段90°折弯结构，为降低直角转折出的流阻，本实施例中，导流段13与分配段11圆弧过渡，倒圆角22半径为5～8mm；分配段11与活性段12圆弧过渡，倒圆角22半径为5～8mm。倒圆角半径根据流道10周期、流道10长度而定，本申请不做限制。

在其他实施例中，也可将分配段11设置为倾斜(与双极板的长边方向和短边方向均呈角度设置)或者弧形结构，即分配段11的一端与活性段12连通，另一端用于连通反应气体出入口。在另一些实施例中，还可将流道10的活性段12设置成波浪形流道。流道的结构本申请不做限制。

分配段11位于反应气体分配区107、207和反应气体汇流区中109、209中，分配段11中设置有第一分流道叉21，分配段11通过第一分流道叉21分隔为2条以上一级子流道111，一级子流道111的总数为分配段11的总数的两倍以上。例如，反应气体分配区108、208中的导流段13的数量为10条，在每两条分配段11之间设置第一分流道叉21，第一分流道叉21设置为一条凸脊或者两条凸脊，使得10条分配段11分成20条一级子流道111，使得流体分布更均匀。

活性段12位于反应气体流场活性区108、208中，活性段12中设置有第二分流道叉23，活性段12通过第二分流道叉23分隔为2条以上二级子流道121，二级子流道121的总数为一级子流道111的总数的两倍以上。例如，反应气体分配区108、208中的一级子流道111数量为20条，在每两条活性段12之间设置第二分流道叉23，第二分流道叉23设置为一条凸脊或者两条凸脊，使得20条活性段12分成50条二级子流道121，使得流体分布更均匀，同时扩大散热面积，增加散热均匀性。

为了分隔氢气场、空气场和水场，阳极板100与阴极板200之间通常采用焊接连接且密封，而双极板与膜电极之间则需要密封圈实现密封，为此，阳极板100和阴极板200的气场侧表面上均设置有用于安装密封圈的密封槽90，密封槽90的宽度为3～6mm，本实施例中密封槽90的宽度为4mm。

通过焊线和密封圈，使得从氧化剂进口101、201输入的空气、从还原剂进口102、202输入的氢气和从冷却剂进103、203输入的冷却剂分别流通至对应的空气场、氢气场和水场，且三个流体场之间密封良好、不会连通。根据空气、氢气和冷却剂的需求量，氧化剂进口、还原剂进口和冷却剂进口的面积比例为15：5：6～15：5：10，根据冷却需求，冷却剂进口的开口大小可以适量调整，本实施例中氧化剂进口、还原剂进口和冷却剂进口的面积比例为15：5：6。上述比例范围同样适用于氧化剂出口、还原剂出口和冷却剂出口。

具体参见图2至图3以及图5至图6，阳极板100的靠近还原剂进102和还原剂出口处105，以及阴极板200的靠近氧化剂进口201和氧化剂出口204处，均设置有1个以上第二凸台40和1个以上通孔50，其中：通孔50靠近还原剂进口102/氧化剂进口204，供还原剂/氧化剂流入气场侧，通孔50可采用圆孔、椭圆孔、腰型孔等形状，本申请不做限制；第二凸台40靠近流道10，用于起到扰流的作用，使得还原剂/氧化剂均匀分布、进入流道10中，第二凸台40还可起到支撑膜电极的作用。第二凸台40可采用圆柱凸台、椭圆柱凸台、球形凸台等形状，本申请不做限制。具体的，第二凸台40的数量为10～20个，第二凸台40为直径为1～1.5mm的圆柱凸台；通孔50的数量为2～8个，通孔50为腰型孔，腰型孔的长度(平行于双极板短边方向)为8～10mm，宽度(平行于双极板长边方向)为3～5mm。

具体参见图2至图3以及图5至图6，阳极板100的靠近氧化剂进口101和氧化剂出口104处，以及阴极板200的靠近还原剂进口202和还原剂出口205处，均设置有第三凸台60，第三凸台60还可起到支撑膜电极的作用。第三凸台60上设置有1个以上第一凹孔61。第三凸台60与第二凸台40的位置对应，使得阳极板100与阴极板200之间形成一个与通孔50连通的氧化剂容纳腔和与通孔50连通的还原剂容纳腔，作为输入的空气和氢气的缓冲区域。第一凹孔61在容纳腔中形成凸起，用于起到扰流的作用，使得还原剂/氧化剂均匀分布。具体的，第三凸台60的长度(平行于双极板短边方向)为20～25mm、宽度(平行于双极板长边方向)为10～15mm，第一凹孔61的数量为2～20个，第一凹孔61的数量视第三凸台60的尺寸而定，例如3、5、14等，本申请不做限制。

具体参见图2至图3以及图5至图6，阳极板100的靠近冷却剂进口103和冷却剂出口106处，以及阴极板200的靠近冷却剂进口203和冷却剂出口206处，均设置有第四凸台70和/或第五凸台80，其中：第四凸台70靠近冷却剂进口103、203和冷却剂出口106、206，第四凸台70上设置有1个以上第二凹孔71，阳极板100和阴极板200的第四凸台70的位置对应，使得阳极板100与阴极板200之间形成一个冷却剂容纳腔，作为输入的冷却剂的缓冲区域。第二凹孔71在冷却剂容纳腔中形成凸起，用于起到扰流的作用，使得冷却剂均匀分布；第五凸台80与第一凸台30相接，以使水场侧形成两个凹陷结构相通，便于冷却剂均匀进入流道10的分配段11。第四凸台70、第五凸台80还可起到支撑膜电极的作用。

具体的，参见图2和图5，第四凸台70的长度为15～20mm、宽度为8～10mm，第二凹孔71的数量为2～8个；第五凸台80呈L型，L型的第五凸台80延伸至整个流场区，能够支撑膜电极。L型的第五凸台80的短边长度为20～25mm，长边长度为250～300mm，最大宽度为3～5mm。L型的第五凸台80的长边中设置有若干缩颈81，L型的第五凸台80的最窄边(缩颈81处)宽度为0.5～1mm，缩颈81增加了流阻，使得冷却剂不会过多流入第五凸台80，保证冷却剂均匀分布。

实施例2：

基于同样的发明构思，本实施例提供一种燃料电池，该燃料电池包括壳体和封装于壳体中的至少一个电堆。当电堆的数量为两个以上时，该燃料电池还设置有歧管，用于分配反应气体和冷却剂。电堆中设置有若干重复单元，重复单元包括双极板和膜电极，在若干重复单元中，至少一个双极板采用上述实施例1的用于燃料电池的双极板，具体结构此处不再赘述。壳体和该电堆的其他未详述结构均可参照现有技术的相关公开，此处不展开说明。

由于设置有上述实施例1的用于燃料电池的双极板，使得该燃料电池具有冷却剂压损小，同时电堆局域传热能力强的优点，确保燃料电池堆可靠、适配性强。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种用于燃料电池的双极板，包括阳极板和阴极板，所述阳极板和所述阴极板上均设置有若干间隔设置的流道凸脊，所述流道凸脊的相对侧以及相邻两个所述流道凸脊之间形成流道，其特征在于：所述阳极板和所述阴极板上均设置有氧化剂进口、还原剂进口、冷却剂进口、氧化剂出口、还原剂出口和冷却剂出口；所述氧化剂进口、所述还原剂进口、所述冷却剂进口、所述氧化剂出口、所述还原剂出口和所述冷却剂出口分别分布于所述双极板的两短边侧，且呈中心对称分布；所述流道包括连通的分配段和活性段，所述分配段沿第一方向延伸，所述活性段沿第二方向延伸，且所述第一方向与所述第二方向呈角度设置；所述第一方向设置为平行于所述双极板的短边；所述第二方向设置为平行于所述双极板的长边；相邻两个所述流道凸脊之间设置有至少一个第一凸台，所述第一凸台向所述双极板的气场侧凸出，所述第一凸台在第一凸台所在面的相对侧形成连通相邻两段所述分配段的导流通道，使得所述分配段形成供冷却剂流通的连通网格。

2.如权利要求1所述的用于燃料电池的双极板，其特征在于：所述流道还包括沿所述第二方向延伸的导流段，所述导流段与所述活性段通过所述分配段连通；

所述导流段与所述分配段圆弧过渡，倒圆角半径为5～8mm；所述分配段与所述活性段圆弧过渡，倒圆角半径为5～8mm。

3.如权利要求2所述的用于燃料电池的双极板，其特征在于：所述分配段中设置有第一分流道叉，所述分配段通过所述第一分流道叉分隔为2条以上一级子流道，所述一级子流道的总数为所述分配段的总数的两倍以上；

所述活性段中设置有第二分流道叉，所述活性段通过所述第二分流道叉分隔为2条以上二级子流道，所述二级子流道的总数为所述一级子流道的总数的两倍以上。

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于燃料电池的双极板，其特征在于：所述阳极板和所述阴极板的流场均包括分配区、活性区和汇流区；所述分配段位于所述分配区和所述汇流区中；所述活性段位于所述活性区中。

5.如权利要求4所述的用于燃料电池的双极板，其特征在于：所述氧化剂进口、所述还原剂进口和所述冷却剂进口的面积比例为15：5：6～15：5：10；所述阳极板和所述阴极板上均设置有密封槽，所述密封槽的宽度为3～6mm。

6.如权利要求4所述的用于燃料电池的双极板，其特征在于：所述阳极板的靠近所述还原剂进口和所述还原剂出口处，以及所述阴极板的靠近所述氧化剂进口和所述氧化剂出口处，均设置有1个以上第二凸台和1个以上通孔；所述第二凸台靠近所述流道，所述通孔靠近所述还原剂进口/所述氧化剂进口；

所述阳极板的靠近所述氧化剂进口和所述氧化剂出口处，以及所述阴极板的靠近所述还原剂进口和所述还原剂出口处，均设置有第三凸台，所述第三凸台上设置有1个以上第一凹孔；

所述阳极板的靠近所述冷却剂进口和所述冷却剂出口处，以及所述阴极板的靠近所述冷却剂进口和所述冷却剂出口处，均设置有第四凸台和/或第五凸台，所述第四凸台靠近所述冷却剂进口和所述冷却剂出口，所述第四凸台上设置有1个以上第二凹孔，所述第五凸台与所述第一凸台相接。

7.如权利要求6所述的用于燃料电池的双极板，其特征在于：所述第二凸台的数量为10～20个，所述第二凸台为直径为1～1.5mm的圆柱凸台；所述通孔的数量为2～8个，所述通孔为腰型孔，所述腰型孔的长度为8～10mm，宽度为3～5mm；

所述第三凸台的长度为20～25mm、宽度为10～15mm，所述第一凹孔的数量为2～20个；

所述第四凸台的长度为15～20mm、宽度为8～10mm，所述第二凹孔的数量为2～8个；所述第五凸台呈L型，L型的所述第五凸台的短边长度为20～25mm，长边长度为250～300mm，L型的所述第五凸台的最窄边宽度为0.5～1mm，最大宽度为3～5mm。

8.如权利要求1-3中任一项所述的用于燃料电池的双极板，其特征在于：所述流道中设置有3～20个所述第一凸台；所述第一凸台在所述第一方向上的尺寸为1～1.5mm；所述第一凸台的高度为0.1～0.2mm；所述流道的深度为0.3～0.5mm；所述双极板的流道周期为1.0～2.2mm。

9.一种燃料电池，其特征在于：包括至少一个权利要求1-8中任一项所述的用于燃料电池的双极板。