CN201608229U - 一种燃料电池双极板 - Google Patents

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徐麟
章波
沈军
陈捷
陈凌云
张超
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Abstract

本实用新型公开一种燃料电池双极板，包括一片阴极板和一片阳极板组成的双极板本体，双极板本体上的导流槽和导电脊，双极板本体上的流体通道孔，双极板本体侧面和流体通道孔的周边的双极板本体上加有绝缘阻滞涂层。使用本实用新型的双极板组成的燃料电池堆可以避免由于雨水溅到电堆表面或电堆被雨水淹没而导致的单电池组间发生短路的现象，保障燃料电池堆能在该种特殊环境下安全运行。

Description

一种燃料电池双极板
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体地说，涉及一种具有防止局部短路功能的燃料电池双极板。
背景技术
随着全球经济的飞速发展，对于传统的化石能源(如煤、石油、天然气等)已越来越无法满足人们生产、生活的需求。此类不可再生的能源正消耗殆尽，对此类能源的极端使用已引起严重的全球环境污染问题。鉴于此，为了人类社会的可持续化发展，世界各国都在致力于寻找到一种可再生的替代能源。目前科学家们认为“氢能”是未来替代汽油、柴油等动力能源的有效清洁能源之一；质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种直接将储存在燃料(如氢气)和氧化剂(如空气)中的化学能高效、对环境友好地转化为电能的发电装置，由于其具备这些优势已被公认为未来的动力电源，并且在移动式电源、后备电源、水下机器人、航空航天等方面都具有广泛的应用前景。
质子交换膜燃料电池堆是由多组单电池组成，一组单电池由一片膜电极、一片阴极板和一片阳极板组成，单电池的阳极板与另一组单电池的阴极板连接，根据负载用电电压的不同要求串联一定数量的单电池后再加上端板等附件组成一个燃料电池堆。一片阴极板和一片阳极板组成了一组燃料电池双极板(bipolar plates)。目前一般选用具有高导电性能、强耐腐蚀、无透气性的高纯石墨或金属作为双极板材料，按一定厚度和形状要求裁切成规定尺寸的片材，并在其表面加工出流体通道孔、气体及冷却剂的分配流道制成双极板。双极板本身及其上面的流体通道孔起到分隔氧化剂、还原剂和冷却流体的作用；中心部分的分配流道起到分配反应气体和导出电池反应生成的水的作用；中心部位的脊与膜电极的扩散层紧密接触，起到收集和传递电子的作用。
对于常规的燃料电池双极板而言，双极板侧面以及加工流体通道孔的周边的部分都仍然是具有高导电性的材料，由这种双极板和膜电极组成的燃料电池堆在运行过程中，如果遇到雨水溅到其表面或被雨水淹没，会导致单电池组间发生短路，常时间处于这种状态运行，燃料电池堆会有发生爆炸的危险。
实用新型内容
为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种燃料电池双极板，其具有防止局部短路功能，使用这种双极板组成的燃料电池堆可以避免由于雨水溅到电堆表面或电堆被雨水淹没而导致的单电池组间发生短路的现象，保障燃料电池堆能在该种特殊环境下安全运行。
本实用新型可通过以下技术方案予以实现：
一种燃料电池双极板，包括一片阴极板和一片阳极板组成的双极板本体，双极板本体上的导流槽和导电脊，双极板本体上的流体通道孔，所述双极板本体侧面和流体通道孔的周边的双极板本体上加有绝缘阻滞涂层。
本实用新型所述绝缘阻滞涂层为环氧树脂材料。
通过以上技术方案，本实用新型的双极板以传统双极板结构为基础，在其侧面及加工流体通道孔的周边等不需要起到收集和传递电子的部分均匀喷涂或覆盖一层薄层的绝缘材料，制备成具备防止局部短路功能的燃料电池双极板，其具有防止局部短路功能，使用这种双极板组成的燃料电池堆可以避免由于雨水溅到电堆表面或电堆被雨水淹没而导致的单电池组间发生短路的现象，保障燃料电池堆能在该种特殊环境下安全运行。
附图说明
图1是本实用新型一种燃料电池双极板侧面结构示意图；
图中11为双极板本体，12为绝缘材料层，13为流体通道孔，14为阴极流体导流槽，15为阴极导电脊，16为阳极流体导流槽，17为阳极导电脊
图2使用常规燃料电池板导致燃料电池堆中单电池间局部短路的示意图；
图中1为单电池中一侧的常规双极板，2为示意水滴，3单电池中另一侧的常规双极板，4为流体通道孔，5为膜电极，6为膜电极中的扩散层
图3采用本实用新型的燃料电池双极板组成单电池的结构示意图。
图中1为单电池中一侧的常规双极板，2为示意水滴，3单电池中另一侧的常规双极板，4为流体通道孔，5为膜电极，6为膜电极中的扩散层，7为绝缘阻滞涂层
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型：
如图1所示，一种燃料电池双极板，包括一片阴极板和一片阳极板组成的双极板本体11，双极板本体11上的导流槽(阴极流体导流槽14和阳极流体导流槽16)和导电脊(阴极导电脊15和阳极导电脊17)，双极板本体11上的流体通道孔13，双极板本体11侧面和流体通道孔13的周边的双极板本体11上加有绝缘阻滞涂层7，绝缘阻滞涂层7为环氧树脂材料。双极板本体1及其上面的流体通道孔13起到分隔氧化剂、还原剂和冷却流体的作用；中心部分的分配流道图1中的阴极流体导流槽14和阳极流体导流槽16起到分配反应气体和导出电池反应生成的水的作用。
如图2所示中1为单电池中一侧的常规双极板，2为示意水滴，3单电池中另一侧的常规双极板，4为流体通道孔，5为膜电极，6为膜电极中的扩散层。双极板本体上中心部位的脊与膜电极的扩散层紧密接触，起到收集和传递电子的作用，从图2可以看出，如果有2的存在，用常规双极板组成的燃料电池就会通过2进行电子传导，造成短路现象。
图3中1为单电池中一侧的常规双极板，2为示意水滴，3单电池中另一侧的常规双极板，4为流体通道孔，5为膜电极，6为膜电极中的扩散层7表示绝缘阻滞涂层。从图3可以看出当采用本实用新型的燃料电池双极板组成的单电池具有防止局部短路功能，如果有2的存在不会形成外部电路导致短路现象发生。
但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (2)

1.一种燃料电池双极板，包括一片阴极板和一片阳极板组成的双极板本体，双极板本体上的导流槽和导电脊，双极板本体上的流体通道孔，其特征在于：所述双极板本体侧面和流体通道孔的周边的双极板本体上加有绝缘阻滞涂层。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板，其特征在于：所述绝缘阻滞涂层为环氧树脂材料。
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