CN203607488U - 一种强化反应气体分布的燃料电池双极板 - Google Patents
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Abstract
一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，阳极板和阴极板均由两层构成，下层是金属薄板，上层是流场，流场为多孔流场，多孔流场置于金属薄板上，多孔流场是网材料模压制成的流场，多孔流场凸起处的孔径在10μm～1mm之间。有益效果是:可以显著提升与流场凸起处对应的膜电极在电堆组装条件下的反应气浓度，提升电极在电堆运行过程中的有效面积，大幅度提升电堆的输出功率和比功率密度；可避免金属板冲压处波纹状流场等造成的缺陷、应力等，双极板平整度高；可把双极板厚度控制的很低，进而降低电堆厚度，提高体积比功率；材料简单，工艺成熟，不需开发新材料或新工艺；结构简单，只对常规结构简单改进，不对电堆组装和结构产生大的影响。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及高电流密度运行燃料电池用双极板。
背景技术
质子交换膜燃料电池双极板主要分为三大类：1.在硬石墨板上通过机械雕刻出流场的双极板；2.金属薄板冲压出流场的双极板；3.碳粉、树脂等混合后模压成型双极板。此外，还有膨胀石墨浸渍树脂后冲压成型双极板等。
现有技术的双极板的缺点是：与双极板流场凸起处对应的膜电极上的反应气浓度很小，这部分电池面积对整体性能的贡献很小，影响电池性能的有效提升。造成这一缺点的原因是：双极板流场凸起的台阶是不透气的，反应气在流场沟槽内流动并传递到对应的膜电极表面，而通过流场凸起处的膜电极在电堆紧固力作用下发生形变导致该处的反应气浓度很低，甚至被液态水堵塞，无反应气。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，克服现有双极板的缺点。
本实用新型的技术方案是：一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，包括布有流场的阳极板和阴极板，其特征在于：所述阳极板和阴极板均为两层结构，下层是金属薄板，上层是流场，所述金属薄板是平板，所述流场为多孔流场，多孔流场置于金属薄板上。
本实用新型所述一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，其特征在于：所述多孔流场板是网材料模压制成的流场板，多孔流场板凸起处的孔径在10μm～1mm之间。
本实用新型所述一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，其特征在于：所述网材料包括金属网材料和非金属网材料，金属网材料为泡沫镍、不锈钢网、钛网或钛合金网，非金属网材料为在非金属网上镀金、银或碳导电材料的网。
本实用新型所述一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，其特征在于：所述多孔流场板的流道宽度为0.2～2.0mm，流道深度为0.1～2.0mm，凸起处宽度为0.1～1.5mm，凸起处高度为0.1～2.0mm，流场总厚度为0.2～3.0mm。
本实用新型所述一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，其特征在于：所述金属薄板厚度为0.05～1.5mm。
本实用新型的有益效果是；
1、可以显著提升与流场凸起处对应的膜电极在电堆组装条件下的反应气浓度，提升电极在电堆运行过程中的有效面积，大幅度提升电堆的输出功率和比功率密度；
2、可避免金属板冲压处波纹状流场等造成的缺陷、应力等，双极板平整度高，电堆结构可靠性好；
3、可以把双极板厚度控制在很低的水平，进而降低电堆厚度，提高体积比功率；
4、材料简单，工艺成熟，不需开发高新材料或开发新的工艺；
5、结构简单，只在现有燃料电池常规结构上简单改进即可，不对电堆组装和结构产生大的影响
附图说明
图1为常规金属双极板及反应气体浓度分布示意图。
图2为高集成度金属双极板及反应气体浓度分布示意图。
图中，1.常规双极板；2.常规双极板对应膜电极表面的反应气体浓度；3.金属薄板；4.多孔流场板；5.本实用新型的双极板对应膜电极表面的反应气体浓度
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
强化反应气体分布的燃料电池双极板，阳极板和阴极板均由两层构成，下层是金属薄板3，上层是流场板，流场为多孔流场板4，多孔流场板4置于金属薄板3上，多孔流场板4由网材料模压制成，多孔流场板4凸起处的孔径在10μm～1mm之间。多孔流场板4由钛合金网模压制成，具体制备方法是：
1）将厚度2.0mm,孔径600μm的钛合金网在1.0MPa压力下通过磨具冲压成反应气流场板，流道宽度1.0mm，流道深度0.5mm，凸起处宽度1.0mm，凸起处高度0.5mm，流场板总体厚度1.0mm；
2）在反应气流场板表面镀金；
3）在0.08mm厚316L不锈钢表面镀金；
4）将镀金的反应气流场板置于镀金不锈钢板上，分别组成阳极板和阴极板。用组成阳极板、阴极板、电极和端板等部件就可组装成单电池或电堆。
Claims (5)
1.一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，包括布有流场的阳极板和阴极板，其特征在于：所述阳极板和阴极板均由两层构成，下层是金属薄板（3），上层是流场板，所述金属薄板是平板，所述流场板为多孔流场板（4），多孔流场板（4）置于金属薄板（3）上。
2.根据权利要求1所述一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，其特征在于：所述多孔流场板（4）是网材料模压制成的流场板，多孔流场板（4）凸起处的孔径在10μm～1mm之间。
3.根据权利要求2所述一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，其特征在于：所述网材料包括金属网材料和非金属网材料，金属网材料为泡沫镍、不锈钢网、钛网或钛合金网，非金属网材料为在非金属网上镀金、银或碳导电材料的网。
4.根据权利要求1所述一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，其特征在于：所述多孔流场板（4）的流道宽度为0.2～2.0mm，流道深度为0.1～2.0mm，凸起处宽度为0.1～1.5mm，凸起处高度为0.1～2.0mm，流场板总厚度为0.2～3.0mm。
5.根据权利要求1所述一种强化反应气体分布的燃料电池双极板，其特征在于：所述金属薄板（3）厚度为0.05～1.5mm。
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| CN106575776A (zh) * | 2014-06-27 | 2017-04-19 | 努威拉燃料电池有限责任公司 | 与电化学电池一起使用的流场 |
| CN110474065A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 燃料电池极板、双极板和氢燃料电池 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103618092A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-05 | 新源动力股份有限公司 | 一种强化反应气体分布的燃料电池双极板 |
| CN106575776A (zh) * | 2014-06-27 | 2017-04-19 | 努威拉燃料电池有限责任公司 | 与电化学电池一起使用的流场 |
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| CN110474065A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 燃料电池极板、双极板和氢燃料电池 |
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