CN117577914A - 电堆堆芯及燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃料电池技术领域，公开了电堆堆芯及燃料电池，电堆堆芯包括间隔设置的第一端板以及第二端板，还包括位于第一端板与第二端板之间的一级单体电池以及二级单体电池，第一端板具有燃料入口、燃料出口、空气入口以及空气出口；一级单体电池包括第一电池片，并具有第一燃料腔和第一空气腔，空气能够流经第一空气腔，二级单体电池包括第二电池片，并具有第二燃料腔和第二空气腔，空气能够流经第二空气腔，燃料能够流经第一燃料腔，并在一级单体电池中参与发电后继续经过渡腔流经第二燃料腔，并在二级单体电池中继续参与发电，从而提升燃料的利用率；此外，该电堆堆芯便于外部管路的连接，同时能够通过第二端板固定连接于其它结构。

Description

电堆堆芯及燃料电池

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及电堆堆芯及燃料电池。

背景技术

燃料电池通常由多个单体电池组成，单体电池包括电池片，电池片的一侧为阳极侧，用于燃料通过，另一侧为阴极侧，用于空气通过。

为了提升燃料的利用率，一些燃料电池采用两级电堆的形式，例如现有技术提供了一种燃料电池堆，其包括一级堆和二级堆，燃料首先供给至一级堆的阳极侧，在一级堆完成发电后，从一级堆流出的燃料与补充燃料混合，并继续供给至二级堆的阳极侧继续发电。但是其存在的问题是，电堆的燃料入口以及燃料出口分别位于电堆的两侧，且电堆的空气入口和空气出口分别位于电堆的两侧，需要在电堆的两侧同时设置燃料管路以及空气管路，电堆与外部管路之间的连接不便。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供电堆堆芯，以解决现有技术中的燃料电池堆需要在电堆的两侧同时设置燃料管路以及空气管路，电堆与外部管路之间的连接不便的问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

电堆堆芯，包括间隔设置的第一端板以及第二端板，还包括位于所述第一端板与所述第二端板之间的一级单体电池以及二级单体电池；

所述第一端板具有燃料入口、燃料出口、空气入口以及空气出口；

所述一级单体电池包括第一电池片，并具有第一燃料腔和第一空气腔，所述第一燃料腔与所述第一空气腔分别位于所述第一电池片的两侧，所述空气入口、所述第一空气腔以及所述空气出口依次连通；

所述二级单体电池包括第二电池片，并具有第二燃料腔和第二空气腔，所述第二燃料腔与所述第二空气腔分别位于所述第二电池片的两侧，所述空气入口、所述第二空气腔以及所述空气出口依次连通；

所述第二端板具有过渡腔，所述燃料入口、所述第一燃料腔、所述过渡腔、所述第二燃料腔以及所述燃料出口依次连通。

作为电堆堆芯的优选方案，所述第一端板还具有补充燃料入口，所述补充燃料入口与所述过渡腔连通，并用于向所述过渡腔通入燃料。

作为电堆堆芯的优选方案，所述一级单体电池以及所述二级单体电池均设置有多个，多个所述一级单体电池以及多个所述二级单体电池均沿第一方向堆叠设置，且任意相邻的两个所述一级单体电池之间均设置有所述二级单体电池，任意相邻的两个所述二级单体电池之间均设置有所述一级单体电池。

作为电堆堆芯的优选方案，所述一级单体电池还包括第一阳极侧连接体、第一阴极侧连接体以及第一隔板，所述第一燃料腔设置于所述第一阳极侧连接体，所述第一空气腔设置于所述第一阴极侧连接体，所述第一阳极侧连接体与所述第一阴极侧连接体分别设置于所述第一隔板的两侧，所述第一隔板具有第一容纳槽，所述第一电池片设置于所述第一容纳槽；

所述二级单体电池还包括第二阳极侧连接体、第二阴极侧连接体以及第二隔板，所述第二燃料腔设置于所述第二阳极侧连接体，所述第二空气腔设置于所述第二阴极侧连接体，所述第二阳极侧连接体与所述第二阴极侧连接体分别设置于所述第二隔板的两侧，所述第二隔板具有第二容纳槽，所述第二电池片设置于所述第二容纳槽。

作为电堆堆芯的优选方案，任一所述一级单体电池均设有一级电堆燃料输入通道和一级电堆燃料输出通道，所述第一燃料腔的一端与所述一级电堆燃料输入通道连通，另一端与所述一级电堆燃料输出通道连通，多个所述一级单体电池的所述一级电堆燃料输入通道均与所述燃料入口连通，多个所述一级单体电池的所述一级电堆燃料输出通道均与所述过渡腔连通；和/或，

任一所述二级单体电池均设有二级电堆燃料输入通道和二级电堆燃料输出通道，所述第二燃料腔的一端与所述二级电堆燃料输入通道连通，另一端与所述二级电堆燃料输出通道连通，多个所述二级单体电池的所述二级电堆燃料输入通道均与所述过渡腔连通，多个所述二级单体电池的所述二级电堆燃料输出通道均与所述燃料出口连通。

作为电堆堆芯的优选方案，多个所述一级单体电池的所述一级电堆燃料输入通道依次连通，且所述一级电堆燃料输入通道依次贯穿所述一级单体电池的所述第一阳极侧连接体、所述第一隔板以及所述第一阴极侧连接体，并依次贯穿相邻的所述二级单体电池的所述第二阳极侧连接体、所述第二隔板以及所述第二阴极侧连接体；多个所述一级单体电池的所述一级电堆燃料输出通道依次连通，且所述一级电堆燃料输出通道依次贯穿所述一级单体电池的所述第一阳极侧连接体、所述第一隔板以及所述第一阴极侧连接体，并依次贯穿相邻的所述二级单体电池的所述第二阳极侧连接体、所述第二隔板以及所述第二阴极侧连接体；和/或，

多个所述二级单体电池的所述二级电堆燃料输入通道依次连通，且所述二级电堆燃料输入通道依次贯穿所述二级单体电池的所述第二阳极侧连接体、所述第二隔板以及所述第二阴极侧连接体，并依次贯穿相邻的所述一级单体电池的所述第一阳极侧连接体、所述第一隔板以及所述第一阴极侧连接体；多个所述二级单体电池的所述二级电堆燃料输出通道依次连通，且所述二级电堆燃料输出通道依次贯穿所述二级单体电池的所述第二阳极侧连接体、所述第二隔板以及所述第二阴极侧连接体，并依次贯穿相邻的所述一级单体电池的所述第一阳极侧连接体、所述第一隔板以及所述第一阴极侧连接体。

作为电堆堆芯的优选方案，任一所述一级单体电池均设有一级电堆空气输入通道和一级电堆空气输出通道，所述第一空气腔的一端与所述一级电堆空气输入通道连通，另一端与所述一级电堆空气输出通道连通，多个所述一级单体电池的所述一级电堆空气输入通道均与所述空气入口连通，多个所述一级单体电池的所述一级电堆空气输出通道均与所述空气出口连通；

任一所述二级单体电池均设有二级电堆空气输入通道和二级电堆空气输出通道，所述第二空气腔的一端与所述二级电堆空气输入通道连通，另一端与所述二级电堆空气输出通道连通，多个所述二级单体电池的所述二级电堆空气输入通道均与所述空气入口连通，多个所述二级单体电池的所述二级电堆空气输出通道均与所述空气出口连通。

作为电堆堆芯的优选方案，任一所述一级单体电池的所述一级电堆空气输入通道均与相邻的所述二级单体电池的所述二级电堆空气输入通道连通，任一所述一级单体电池的所述一级电堆空气输出通道均与相邻的所述二级单体电池的所述二级电堆空气输出通道连通，所述一级电堆空气输入通道以及所述一级电堆空气输出通道均依次贯穿所述第一阳极侧连接体、所述第一隔板以及所述第一阴极侧连接体，所述二级电堆空气输入通道以及所述二级电堆空气输出通道均依次贯穿所述第二阳极侧连接体、所述第二隔板以及所述第二阴极侧连接体。

作为电堆堆芯的优选方案，所述第一燃料腔内设置有多个第一分隔条，多个所述第一分隔条平行且间隔设置，且多个所述第一分隔条均沿所述第一燃料腔内燃料的流通方向延伸；和/或，

所述第二燃料腔内设置有多个第二分隔条，多个所述第二分隔条平行且间隔设置，且多个所述第二分隔条均沿所述第二燃料腔内燃料的流通方向延伸。

根据本发明的另一个方面，提供燃料电池，包括上述电堆堆芯，还包括重整器，所述重整器用于重整燃气，所述重整器的输出端与所述燃料入口连通。

本发明的有益效果是：

本发明提供电堆堆芯，包括间隔设置的第一端板以及第二端板，还包括位于第一端板与第二端板之间的一级单体电池以及二级单体电池，第一端板具有燃料入口、燃料出口、空气入口以及空气出口；一级单体电池包括第一电池片，并具有第一燃料腔和第一空气腔，第一燃料腔与第一空气腔分别位于第一电池片的两侧，空气入口、第一空气腔以及空气出口依次连通，以使空气能够流经第一空气腔；二级单体电池包括第二电池片，并具有第二燃料腔和第二空气腔，第二燃料腔与第二空气腔分别位于第二电池片的两侧，空气入口、第二空气腔以及空气出口依次连通，以使空气能够流经第二空气腔；第二端板具有过渡腔，燃料入口、第一燃料腔、过渡腔、第二燃料腔以及燃料出口依次连通，以使燃料能够流经第一燃料腔，并在一级单体电池中参与发电后继续经过渡腔流经第二燃料腔，并在二级单体电池中继续参与发电，从而提升燃料的利用率。该电堆堆芯将燃料入口、燃料出口、空气入口以及空气出口同时设置在第一端板，一方面，便于外部管路的连接，另一方面，该电堆堆芯的第二端板无需连接管路，其能够与外部结构连接，以使电堆堆芯通过第二端板固定连接于其它结构。

本发明还提供燃料电池，包括上述电堆堆芯，还包括重整器，重整器用于重整燃气，重整器的输出端与燃料入口连通，该电堆堆芯能够提升燃料的利用率，此外，该电堆堆芯将燃料入口、燃料出口、空气入口以及空气出口同时设置在第一端板，一方面，便于外部管路的连接，另一方面，该电堆堆芯的第二端板无需连接管路，其能够与外部结构连接，以使电堆堆芯通过第二端板固定连接于其它结构。

附图说明

图1是本发明实施例中电堆堆芯的结构示意图一；

图2是本发明实施例中电堆堆芯的结构示意图二；

图3是本发明实施例中第一端板的结构示意图；

图4是本发明实施例中一级单体电池的结构示意图；

图5是本发明实施例中二级单体电池的结构示意图；

图6是本发明实施例中第一阳极侧连接体的结构示意图；

图7是本发明实施例中第二阳极侧连接体的结构示意图；

图8是本发明实施例中第一阴极侧连接体的结构示意图；

图9是本发明实施例中第二阴极侧连接体的结构示意图；

图10是本发明实施例中第二端板的结构示意图；

图11是本发明实施例中第二端板以及密封板的结构示意图。

图中：

100、第一端板；101、燃料入口；102、燃料出口；103、空气入口；104、空气出口；105、补充燃料入口；106、补充燃料管路；

200、一级单体电池；201、第一燃料腔；2011、第一分隔条；202、第一空气腔；2021、第三分隔条；210、第一电池片；220、第一阳极侧连接体；230、第一阴极侧连接体；240、第一隔板；241、第一容纳槽；

300、二级单体电池；301、第二燃料腔；3011、第二分隔条；302、第二空气腔；3021、第四分隔条；310、第二电池片；320、第二阳极侧连接体；330、第二阴极侧连接体；340、第二隔板；341、第二容纳槽；

400、第二端板； 401、过渡腔；

511、一级电堆燃料输入通道； 512、一级电堆燃料输出通道； 521、二级电堆燃料输入通道；522、二级电堆燃料输出通道；531、一级电堆空气输入通道；532、一级电堆空气输出通道；

600、密封板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

为了提升燃料的利用率，一些燃料电池采用两级电堆的形式，例如现有技术提供了一种燃料电池堆，其包括一级堆和二级堆，燃料首先供给至一级堆的阳极侧，在一级堆完成发电后，从一级堆流出的燃料与补充燃料混合，并继续供给至二级堆的阳极侧继续发电。但是其存在的问题是，电堆的燃料入口以及燃料出口分别位于电堆的两侧，且电堆的空气入口和空气出口分别位于电堆的两侧，需要在电堆的两侧同时设置燃料管路以及空气管路，电堆与外部管路之间的连接不便。

针对上述问题，本实施例提供电堆堆芯，以解决现有技术中的燃料电池堆需要在电堆的两侧同时设置燃料管路以及空气管路，电堆与外部管路之间的连接不便的问题。

参照图1-图11，电堆堆芯包括间隔设置的第一端板100以及第二端板400，还包括位于第一端板100与第二端板400之间的一级单体电池200以及二级单体电池300。本实施例中，第一端板100为电堆堆芯的底板，第二端板400为电堆堆芯的顶板，第一端板100位于第二端板400的下方。第一端板100具有燃料入口101、燃料出口102、空气入口103以及空气出口104。一级单体电池200包括第一电池片210，并具有第一燃料腔201和第一空气腔202，第一燃料腔201与第一空气腔202分别位于第一电池片210的两侧，空气入口103、第一空气腔202以及空气出口104依次连通，以使空气能够流经第一空气腔202。二级单体电池300包括第二电池片310，并具有第二燃料腔301和第二空气腔302，第二燃料腔301与第二空气腔302分别位于第二电池片310的两侧，空气入口103、第二空气腔302以及空气出口104依次连通，以使空气能够流经第二空气腔302。第二端板400具有过渡腔401，燃料入口101、第一燃料腔201、过渡腔401、第二燃料腔301以及燃料出口102依次连通，以使燃料能够流经第一燃料腔201，并在一级单体电池200中参与发电后继续经过渡腔401流经第二燃料腔301，并在二级单体电池中300继续参与发电，从而提升燃料的利用率。该电堆堆芯将燃料入口101、燃料出口102、空气入口103以及空气出口104同时设置在第一端板100，一方面，便于外部管路的连接，另一方面，该电堆堆芯的第二端板400无需连接管路，其能够与外部结构连接，以使电堆堆芯通过第二端板400固定连接于其它结构。

继续参照图1-图11，第一端板100还具有补充燃料入口105，补充燃料入口105与过渡腔401连通，并用于向过渡腔401通入燃料，通过补充燃料入口105向过渡腔401通入燃料，能够对进入二级单体电池300的燃料进行补充，以保证二级单体电池300的发电效率。此外，补充燃料入口105同样设置于第一端板100，便于外部燃气供应管路的连接。

可选地，第二端板400远离第一端板100的一侧设置有密封板600，用于阻止外部气体进入第二端板400的过渡腔401，以实现密封，该密封板600无需连接其它管路，因而可采用一块平板作为密封板600。

继续参照图1-图11，一级单体电池200以及二级单体电池300均设置有多个，多个一级单体电池200以及多个二级单体电池300均沿第一方向堆叠设置，且任意相邻的两个一级单体电池200之间均设置有二级单体电池300，任意相邻的两个二级单体电池300之间均设置有一级单体电池200，从而使一级单体电池200与二级单体电池300交叉层叠排布，以使该电堆堆芯的各个部位的温度较为均衡。此外，由于燃料入口101以及燃料出口102设置在第一端板100，过渡腔401设置在第二端板400，而一级单体电池200以及二级单体电池300均设置在第一端板100与第二端板400之间，如此设置，能够使经燃料入口101进入的燃料在流向过渡腔401的过程中，燃料能够均匀通过各个一级单体电池200的第一燃料腔201，此外，还能够使过渡腔401的燃料在流向燃料出口102的过程中，燃料能够均匀通过各个二级单体电池300的第二燃料腔301。

继续参照图1-图11，一级单体电池200的具体结构为，其还包括第一阳极侧连接体220、第一阴极侧连接体230以及第一隔板240，第一燃料腔201设置于第一阳极侧连接体220，第一空气腔202设置于第一阴极侧连接体230，第一阳极侧连接体220与第一阴极侧连接体230分别设置于第一隔板240的两侧，第一隔板240具有第一容纳槽241，第一电池片210设置于第一容纳槽241。

与上述结构类似地，二级单体电池300的具体结构为，其还包括第二阳极侧连接体320、第二阴极侧连接体330以及第二隔板340，第二燃料腔301设置于第二阳极侧连接体320，第二空气腔302设置于第二阴极侧连接体330，第二阳极侧连接体320与第二阴极侧连接体330分别设置于第二隔板340的两侧，第二隔板340具有第二容纳槽341，第二电池片310设置于第二容纳槽341。

可选地，一级单体电池200的第一阳极侧连接体220与相邻的二级单体电池300的第二阴极侧连接体330集成设置，二者一体加工成型；一级单体电池200的第一阴极侧连接体230与相邻的二级单体电池300的第二阳极侧连接体320集成设置，二者一体加工成型。而在其它实施例中，一级单体电池200的第一阳极侧连接体220与相邻的二级单体电池300的第二阴极侧连接体330还可以分体设置，一级单体电池200的第一阴极侧连接体230与相邻的二级单体电池300的第二阳极侧连接体320同样还可以分体设置。

继续参照图1-图11，任一一级单体电池200均设有一级电堆燃料输入通道511和一级电堆燃料输出通道512，第一燃料腔201的一端与一级电堆燃料输入通道511连通，另一端与一级电堆燃料输出通道512连通，多个一级单体电池200的一级电堆燃料输入通道511均与燃料入口101连通，以使燃料入口101进入的燃料能够经一级电堆燃料输入通道511进入第一燃料腔201，并参与发电，多个一级单体电池200的一级电堆燃料输出通道512均与过渡腔401连通，以使第一燃料腔201的燃料在参与发电后经一级电堆燃料输出通道512进入过渡腔401。

本实施例中，任一二级单体电池300均设有二级电堆燃料输入通道521和二级电堆燃料输出通道522，第二燃料腔301的一端与二级电堆燃料输入通道521连通，另一端与二级电堆燃料输出通道522连通，多个二级单体电池300的二级电堆燃料输入通道521均与过渡腔401连通，以使过渡腔401内的燃料能够经二级电堆燃料输入通道521进入第二燃料腔301，并参与发电，多个二级单体电池300的二级电堆燃料输出通道522均与燃料出口102连通，以使第二燃料腔301的燃料在参与发电后经二级电堆燃料输出通道522流向燃料出口102，经燃料出口102排出电堆堆芯。

继续参照图1-图11，多个一级单体电池200的一级电堆燃料输入通道511依次连通，且一级电堆燃料输入通道511依次贯穿一级单体电池200的第一阳极侧连接体220、第一隔板240以及第一阴极侧连接体230，并依次贯穿相邻的二级单体电池300的第二阳极侧连接体320、第二隔板340以及第二阴极侧连接体330；多个一级单体电池200的一级电堆燃料输出通道512依次连通，且一级电堆燃料输出通道512依次贯穿一级单体电池200的第一阳极侧连接体220、第一隔板240以及第一阴极侧连接体230，并依次贯穿相邻的二级单体电池300的第二阳极侧连接体320、第二隔板340以及第二阴极侧连接体330，如此设置能够使一级电堆燃料输入通道511以及一级电堆燃料输出通道512集成在多个一级单体电池200以及多个二级单体电池300上，以使电堆堆芯的整体结构更加紧凑。可选地，一级电堆燃料输入通道511以及一级电堆燃料输出通道512均沿第一方向延伸，即沿多个一级单体电池200以及多个二级单体电池300的堆叠方向延伸。可选地，一级电堆燃料输入通道511与一级电堆燃料输出通道512分别位于一级单体电池200沿其对角线方向的两端。

本实施例中，多个二级单体电池300的二级电堆燃料输入通道521依次连通，且二级电堆燃料输入通道521依次贯穿二级单体电池300的第二阳极侧连接体320、第二隔板340以及第二阴极侧连接体330，并依次贯穿相邻的一级单体电池200的第一阳极侧连接体220、第一隔板240以及第一阴极侧连接体230；多个二级单体电池300的二级电堆燃料输出通道522依次连通，且二级电堆燃料输出通道522依次贯穿二级单体电池300的第二阳极侧连接体320、第二隔板340以及第二阴极侧连接体330，并依次贯穿相邻的一级单体电池200的第一阳极侧连接体220、第一隔板240以及第一阴极侧连接体230，如此设置能够使二级电堆燃料输入通道521以及二级电堆燃料输出通道522集成在多个一级单体电池200以及多个二级单体电池300上，以使电堆堆芯的整体结构更加紧凑。可选地，二级电堆燃料输入通道521以及二级电堆燃料输出通道522均沿第一方向延伸，即沿多个一级单体电池200以及多个二级单体电池300的堆叠方向延伸。可选地，二级电堆燃料输入通道521与二级电堆燃料输出通道522分别位于二级单体电池300沿其对角线方向的两端。

继续参照图1-图11，任一一级单体电池200均设有一级电堆空气输入通道531和一级电堆空气输出通道532，第一空气腔202的一端与一级电堆空气输入通道531连通，另一端与一级电堆空气输出通道532连通，多个一级单体电池200的一级电堆空气输入通道531均与空气入口103连通，以使空气入口103进入的空气能够经一级电堆空气输入通道531进入各个一级单体电池200的第一空气腔202，多个一级单体电池200的一级电堆空气输出通道532均与空气出口104连通，以使各个一级单体电池200的第一空气腔202内的空气能够经一级电堆空气输出通道532流向空气出口104。

本实施例中，任一二级单体电池300均设有二级电堆空气输入通道541和二级电堆空气输出通道542，第二空气腔302的一端与二级电堆空气输入通道541连通，另一端与二级电堆空气输出通道542连通，多个二级单体电池300的二级电堆空气输入通道541均与空气入口103连通，以使空气入口103进入的空气能够经二级电堆空气输入通道541进入各个二级单体电池300的第二空气腔302，多个二级单体电池300的二级电堆空气输出通道542均与空气出口104连通，以使各个二级单体电池300的第二空气腔302内的空气能够经二级电堆空气输出通道542流向空气出口104。

继续参照图1-图11，任一一级单体电池200的一级电堆空气输入通道531均与相邻的二级单体电池300的二级电堆空气输入通道541连通，任一一级单体电池200的一级电堆空气输出通道532均与相邻的二级单体电池300的二级电堆空气输出通道542连通，一级电堆空气输入通道531以及一级电堆空气输出通道532均依次贯穿第一阳极侧连接体220、第一隔板240以及第一阴极侧连接体230，二级电堆空气输入通道541以及二级电堆空气输出通道542均依次贯穿第二阳极侧连接体320、第二隔板340以及第二阴极侧连接体330，如此设置能够使一级电堆空气输入通道531、一级电堆空气输出通道532、二级电堆空气输入通道541以及二级电堆空气输出通道542均集成在多个一级单体电池200以及多个二级单体电池300上，以使电堆堆芯的整体结构更加紧凑。可选地，一级电堆空气输入通道531、一级电堆空气输出通道532、二级电堆空气输入通道541以及二级电堆空气输出通道542均沿第一方向延伸，即沿多个一级单体电池200以及多个二级单体电池300的堆叠方向延伸。

本实施例中，燃料在多个一级单体电池200中的流通路径为，燃料通过燃料入口101进入一级电堆燃料输入通道511，通过一级电堆燃料输入通道511分别进入多个一级单体电池200的第一燃料腔201，并参与发电后，进入到一级电堆燃料输出通道512，并通过一级电堆燃料输出通道512流向过渡腔401。燃料在多个二级单体电池300中的流通路径为，位于过渡腔401的燃料进入二级电堆燃料输入通道521，通过二级电堆燃料输入通道521分别进入多个二级单体电池300的第二燃料腔301，并参与发电后，进入到二级电堆燃料输出通道522，并通过二级电堆燃料输出通道522流向燃料出口102，以排出该电堆堆芯。空气的流通路径为，空气经空气入口103进入一级电堆空气输入通道531以及二级电堆空气输入通道541，并进入到多个一级单体电池200的第一空气腔202以及多个二级单体电池300的第二空气腔302内，在参与发电后，空气流入一级电堆空气输出通道532以及二级电堆空气输出通道542，最终流向空气出口104，经空气出口104排出该电堆堆芯。

可选地，补充燃料入口105与过渡腔401通过补充燃料管路106的内腔连通，补充燃料管路106设置在多个一级单体电池200以及多个二级单体电池300的侧边，避免对一级单体电池200以及多个二级单体电池300的内部通道的排布造成影响，同时能够尽可能地节省空间的占用。

继续参照图1-图11，第一燃料腔201内设置有多个第一分隔条2011，多个第一分隔条2011平行且间隔设置，且多个第一分隔条2011均沿第一燃料腔201内燃料的流通方向延伸，从而将第一燃料腔201进行分隔，以使第一燃料腔201中的燃料分布均匀。此外，第二燃料腔301内设置有多个第二分隔条3011，多个第二分隔条3011平行且间隔设置，且多个第二分隔条3011均沿第二燃料腔301内燃料的流通方向延伸，从而将第二燃料腔301进行分隔，以使第二燃料腔301中的燃料分布均匀。

可选地，第一空气腔202内设置有多个第三分隔条2021，多个第三分隔条2021平行且间隔设置，且多个第三分隔条2021均沿第一空气腔202内空气的流通方向延伸，从而将第一空气腔202进行分隔，以使第一空气腔202中的燃料分布均匀。第二空气腔302内设置有多个第四分隔条3021，多个第四分隔条3021平行且间隔设置，且多个第四分隔条3021均沿第二空气腔302内空气的流通方向延伸，从而将第二空气腔302进行分隔，以使第二空气腔302中的燃料分布均匀。

继续参照图1-图11，第一燃料腔201中燃料的流通方向与第一空气腔202中空气的流通方向一致，以使第一电池片210两侧的气流方向一致，使第一电池片210两侧受力均衡。第二燃料腔301中燃料的流通方向与第二空气腔302中空气的流通方向一致，以使第二电池片310两侧的气流方向一致，使第二电池片310两侧受力均衡。本实施例中，第一燃料腔201中燃料的流通方向、第一空气腔202中空气的流通方向、第二燃料腔301中燃料的流通方向以及第二空气腔302中空气的流通方向均一致。

本实施例还提供燃料电池，包括上述电堆堆芯，还包括重整器，重整器用于重整燃气，重整器的输出端与燃料入口101连通。该电堆堆芯能够提升燃料的利用率，此外，该电堆堆芯将燃料入口101、燃料出口102、空气入口103以及空气出口104同时设置在第一端板100，一方面，便于外部管路的连接，另一方面，该电堆堆芯的第二端板400无需连接管路，其能够与外部结构连接，以使电堆堆芯通过第二端板400固定连接于其它结构。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.电堆堆芯，其特征在于，包括间隔设置的第一端板(100)以及第二端板(400)，还包括位于所述第一端板(100)与所述第二端板(400)之间的一级单体电池(200)以及二级单体电池(300)；

所述第一端板(100)具有燃料入口(101)、燃料出口(102)、空气入口(103)以及空气出口(104)；

所述一级单体电池(200)包括第一电池片(210)，并具有第一燃料腔(201)和第一空气腔(202)，所述第一燃料腔(201)与所述第一空气腔(202)分别位于所述第一电池片(210)的两侧，所述空气入口(103)、所述第一空气腔(202)以及所述空气出口(104)依次连通；

所述二级单体电池(300)包括第二电池片(310)，并具有第二燃料腔(301)和第二空气腔(302)，所述第二燃料腔(301)与所述第二空气腔(302)分别位于所述第二电池片(310)的两侧，所述空气入口(103)、所述第二空气腔(302)以及所述空气出口(104)依次连通；

所述第二端板(400)具有过渡腔(401)，所述燃料入口(101)、所述第一燃料腔(201)、所述过渡腔(401)、所述第二燃料腔(301)以及所述燃料出口(102)依次连通。

2.根据权利要求1所述的电堆堆芯，其特征在于，所述第一端板(100)还具有补充燃料入口(105)，所述补充燃料入口(105)与所述过渡腔(401)连通，并用于向所述过渡腔(401)通入燃料。

3.根据权利要求1所述的电堆堆芯，其特征在于，所述一级单体电池(200)以及所述二级单体电池(300)均设置有多个，多个所述一级单体电池(200)以及多个所述二级单体电池(300)均沿第一方向堆叠设置，且任意相邻的两个所述一级单体电池(200)之间均设置有所述二级单体电池(300)，任意相邻的两个所述二级单体电池(300)之间均设置有所述一级单体电池(200)。

4.根据权利要求3所述的电堆堆芯，其特征在于，所述一级单体电池(200)还包括第一阳极侧连接体(220)、第一阴极侧连接体(230)以及第一隔板(240)，所述第一燃料腔(201)设置于所述第一阳极侧连接体(220)，所述第一空气腔(202)设置于所述第一阴极侧连接体(230)，所述第一阳极侧连接体(220)与所述第一阴极侧连接体(230)分别设置于所述第一隔板(240)的两侧，所述第一隔板(240)具有第一容纳槽(241)，所述第一电池片(210)设置于所述第一容纳槽(241)；

所述二级单体电池(300)还包括第二阳极侧连接体(320)、第二阴极侧连接体(330)以及第二隔板(340)，所述第二燃料腔(301)设置于所述第二阳极侧连接体(320)，所述第二空气腔(302)设置于所述第二阴极侧连接体(330)，所述第二阳极侧连接体(320)与所述第二阴极侧连接体(330)分别设置于所述第二隔板(340)的两侧，所述第二隔板(340)具有第二容纳槽(341)，所述第二电池片(310)设置于所述第二容纳槽(341)。

5.根据权利要求4所述的电堆堆芯，其特征在于，任一所述一级单体电池(200)均设有一级电堆燃料输入通道(511)和一级电堆燃料输出通道(512)，所述第一燃料腔(201)的一端与所述一级电堆燃料输入通道(511)连通，另一端与所述一级电堆燃料输出通道(512)连通，多个所述一级单体电池(200)的所述一级电堆燃料输入通道(511)均与所述燃料入口(101)连通，多个所述一级单体电池(200)的所述一级电堆燃料输出通道(512)均与所述过渡腔(401)连通；和/或，

任一所述二级单体电池(300)均设有二级电堆燃料输入通道(521)和二级电堆燃料输出通道(522)，所述第二燃料腔(301)的一端与所述二级电堆燃料输入通道(521)连通，另一端与所述二级电堆燃料输出通道(522)连通，多个所述二级单体电池(300)的所述二级电堆燃料输入通道(521)均与所述过渡腔(401)连通，多个所述二级单体电池(300)的所述二级电堆燃料输出通道(522)均与所述燃料出口(102)连通。

6.根据权利要求5所述的电堆堆芯，其特征在于，多个所述一级单体电池(200)的所述一级电堆燃料输入通道(511)依次连通，且所述一级电堆燃料输入通道(511)依次贯穿所述一级单体电池(200)的所述第一阳极侧连接体(220)、所述第一隔板(240)以及所述第一阴极侧连接体(230)，并依次贯穿相邻的所述二级单体电池(300)的所述第二阳极侧连接体(320)、所述第二隔板(340)以及所述第二阴极侧连接体(330)；多个所述一级单体电池(200)的所述一级电堆燃料输出通道(512)依次连通，且所述一级电堆燃料输出通道(512)依次贯穿所述一级单体电池(200)的所述第一阳极侧连接体(220)、所述第一隔板(240)以及所述第一阴极侧连接体(230)，并依次贯穿相邻的所述二级单体电池(300)的所述第二阳极侧连接体(320)、所述第二隔板(340)以及所述第二阴极侧连接体(330)；和/或，

多个所述二级单体电池(300)的所述二级电堆燃料输入通道(521)依次连通，且所述二级电堆燃料输入通道(521)依次贯穿所述二级单体电池(300)的所述第二阳极侧连接体(320)、所述第二隔板(340)以及所述第二阴极侧连接体(330)，并依次贯穿相邻的所述一级单体电池(200)的所述第一阳极侧连接体(220)、所述第一隔板(240)以及所述第一阴极侧连接体(230)；多个所述二级单体电池(300)的所述二级电堆燃料输出通道(522)依次连通，且所述二级电堆燃料输出通道(522)依次贯穿所述二级单体电池(300)的所述第二阳极侧连接体(320)、所述第二隔板(340)以及所述第二阴极侧连接体(330)，并依次贯穿相邻的所述一级单体电池(200)的所述第一阳极侧连接体(220)、所述第一隔板(240)以及所述第一阴极侧连接体(230)。

7.根据权利要求4所述的电堆堆芯，其特征在于，任一所述一级单体电池(200)均设有一级电堆空气输入通道(531)和一级电堆空气输出通道(532)，所述第一空气腔(202)的一端与所述一级电堆空气输入通道(531)连通，另一端与所述一级电堆空气输出通道(532)连通，多个所述一级单体电池(200)的所述一级电堆空气输入通道(531)均与所述空气入口(103)连通，多个所述一级单体电池(200)的所述一级电堆空气输出通道(532)均与所述空气出口(104)连通；

任一所述二级单体电池(300)均设有二级电堆空气输入通道(541)和二级电堆空气输出通道(542)，所述第二空气腔(302)的一端与所述二级电堆空气输入通道(541)连通，另一端与所述二级电堆空气输出通道(542)连通，多个所述二级单体电池(300)的所述二级电堆空气输入通道(541)均与所述空气入口(103)连通，多个所述二级单体电池(300)的所述二级电堆空气输出通道(542)均与所述空气出口(104)连通。

8.根据权利要求7所述的电堆堆芯，其特征在于，任一所述一级单体电池(200)的所述一级电堆空气输入通道(531)均与相邻的所述二级单体电池(300)的所述二级电堆空气输入通道(541)连通，任一所述一级单体电池(200)的所述一级电堆空气输出通道(532)均与相邻的所述二级单体电池(300)的所述二级电堆空气输出通道(542)连通，所述一级电堆空气输入通道(531)以及所述一级电堆空气输出通道(532)均依次贯穿所述第一阳极侧连接体(220)、所述第一隔板(240)以及所述第一阴极侧连接体(230)，所述二级电堆空气输入通道(541)以及所述二级电堆空气输出通道(542)均依次贯穿所述第二阳极侧连接体(320)、所述第二隔板(340)以及所述第二阴极侧连接体(330)。

9.根据权利要求1所述的电堆堆芯，其特征在于，所述第一燃料腔(201)内设置有多个第一分隔条(2011)，多个所述第一分隔条(2011)平行且间隔设置，且多个所述第一分隔条(2011)均沿所述第一燃料腔(201)内燃料的流通方向延伸；和/或，

所述第二燃料腔(301)内设置有多个第二分隔条(3011)，多个所述第二分隔条(3011)平行且间隔设置，且多个所述第二分隔条(3011)均沿所述第二燃料腔(301)内燃料的流通方向延伸。

10.燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电堆堆芯，还包括重整器，所述重整器用于重整燃气，所述重整器的输出端与所述燃料入口(101)连通。