CN211907584U - 一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板及燃料电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板及燃料电池，所述阳极板包括板体，在板体左侧端部设置氢气入气口、空气进气口和冷却液入口，板体的右侧端部隔设置冷却液出口、空气出气口和氢气出气口，板体正面中间设有若干第一分隔条，相邻两第一分隔条之间形成氢气流道，氢气入气口和氢气出气口旁分别设有贯通入口和贯通出口，氢气入气口和氢气出气口分别通过贯通入口和贯通出口与氢气流道的两端连通，其板体背面中间设有若干第二分隔条，第二分隔条自左往右横向设置，相邻两第二分隔条之间形成冷却液流道，冷却液流道两端分别与冷却液入口和冷却液出口连通；冷却液流道对冷却液起到导流作用，加快冷却液的流速，增强散热效果。

Description

一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板及燃料电池

技术领域：

本实用新型涉及一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板及燃料电池。

背景技术：

电堆是燃料电池系统的核心零部件，其中石墨电堆双极板又是电堆重要部件之一，石墨电堆双极板的设计直接影响电堆的性能和成本，石墨电堆双极板上设有氢气流场和空气流场，石墨电堆双极板由阳极板和阴极板叠装而成，阳极板和阴极板均由整块石墨材料加工而成，氢气流场设置在阳极板的外侧面，空气流场设置在阴极板的外侧面，冷却液从阳极板的内侧面与阴极板的内侧面之间流过，其阳极板的具体结构如下：阳极板的左侧端部自下而上间隔设置氢气进气口、空气进气口和冷却液入口，阳极板的右侧端部自下而上间隔设置冷却液出口、空气出气口和氢气出气口，阳极板的外侧面中间凸出有凸台，凸台内凹陷形成凹槽，在凹槽底面凸出有若干条分隔条，相邻两第一分隔条之间形成氢气流道，氢气流道的两端头与凸台之间有一定距离，氢气流道的两端头与凸台之间分别形成入口分流区和出口分流区，入口分流区内设有贯通入口，出口分离区设有贯通出口，贯通入口和贯通出口分别位于氢气入气口和氢气出气口旁边，氢气入气口和氢气出气口分别与贯通入口和贯通出口连通，阳极板的内侧面为平面。这种结构的石墨电堆双极板，冷却液流场的冷却液流道速度慢，散热效果低，氢气流道的导流效果不好，流速慢，因此有必要对阳极板进行结构改良。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板及燃料电池，解决现有技术中燃料电池石墨电堆双极板的散热效果低的问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

本实用新型的第一个目的是提供一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，包括板体，在板体的左侧端部自下而上间隔设置氢气入气口、空气进气口和冷却液入口，在板体的右侧端部自下而上间隔设置冷却液出口、空气出气口和氢气出气口，在板体的正面中间凹陷形成第一凹槽，在第一凹槽的底面凸出有若干条第一分隔条，第一分隔条自左往右横向设置，相邻两第一分隔条之间形成氢气流道，氢气流道的两端分别通过入口分流区和出口分流区与贯通入口和贯通出口连通，贯通入口和贯通出口连通正面和背面且分别位于氢气入气口和氢气出气口旁边，氢气入气口和氢气出气口分别与贯通入口和贯通出口连通，其特征在于：在板体的背面中间凹陷形成第二凹槽，在第二凹槽的底面凸出有若干条第二分隔条，第二分隔条自左往右横向设置，相邻两第二分隔条之间形成冷却液流道，冷却液流道的两端分别通过入口过渡区和出口过渡区与冷却液入口和冷却液出口连通。

上述部分所述第二分隔条的端部延伸至所述入口过渡区与出口过渡区内并形成第一导流条和第二导流条，第一导流条将入口过渡区分隔为若干独立的冷却液导入槽，第二导流条将出口过渡区分隔为若干独立的冷却液导出槽，冷却液导入槽和冷却液导出槽分别与多个冷却液流道连通。

上述各个所述冷却液导入槽内的多个第二隔离条的端部倾斜排布并组成第一锐角区，第一锐角区指向冷却液入口，各第一锐角区呈阶梯状排布，远离冷却液入口的第一锐角区靠近板体的左侧端部；各个冷却液导出槽内的多个第二隔离条的端部倾斜排布并形成第二锐角区，第二锐角区指向冷却液出口，各第二锐角区呈阶梯状排布，远离冷却液出口的第二锐角区靠近板体的右侧端部。

上述部分所述第一分隔条的端部延伸至所述入口分流区和出口分流区内并形成第三导流条和第四导流条，第三导流条将入口分流区分隔为若干独立的氢气导入槽，第四导流条将出口分流区分隔为若干独立的氢气导出槽。

上述各个所述氢气导入槽内的多个第一分隔条的端部倾斜排布并形成第三锐角区，第三锐角区指向氢气入气口，各第三锐角区呈阶梯状排布，远离氢气入气口的第三锐角区靠近板体的左侧端部；各个氢气导出槽内的多个第一分隔条的端部倾斜排布并形成第四锐角区，第四锐角区指向氢气出气口，各第四锐角区呈阶梯状排布，远离氢气出气口的第四锐角区靠近板体的右侧端部。

上述所述氢气导入槽和氢气导出槽底部凸出有若干圆柱状的第一扰流柱。

上述所述板体的背面在氢气入气口和贯通入口的外围凸出有第二凸台，第二凸台内在氢气入气口与贯通入口之间凹陷形成第三凹槽，在氢气出气口和贯通出口的外围凸出有第三凸台，第三凸台内在氢气出气口与贯通出口之间凹陷形成第四凹槽，在第三凹槽和第四凹槽底部凸出有若干条状的第二扰流柱，第二扰流柱横向设置。

上述所述板体的背面在空气进气口外围凸出有第四凸台，第四凸台内凹陷在空气进气口旁形成第五凹槽，在空气出气口外围凸出有第五凸台，第五凸台内在空气出气口旁凹陷形成第六凹槽，在第五凹槽与第六凹槽底部凸出有若干条状的第三扰流柱，第三扰流柱横向设置。

上述所述板体的背面在所述冷却液入口、冷却液出口及第二凹槽的外围凸出有第一凸台，第一凸台、第二凸台、第三凸台、第四凸台和第五凸台的顶部均设有密封槽。

上述所述板体的四个边角均设有倒角，四个倒角包括一个防错倒角和三个普通倒角，防错倒角的尺寸与普通倒角的尺寸不同。

本实用新型的第二个目的是提供一种燃料电池，包括电堆模块，电堆模块设置有石墨电堆双极板，石墨电堆双极板包括阴极板和阳极板，其特征在于：所述阳极板为上述所述的燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)所述燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板包括板体，在板体的左侧端部自下而上间隔设置氢气入气口、空气进气口和冷却液入口，在板体的右侧端部自下而上间隔设置冷却液出口、空气出气口和氢气出气口，在板体的正面中间凹陷形成第一凹槽，在第一凹槽的底面凸出有若干条第一分隔条，第一分隔条自左往右横向设置，相邻两第一分隔条之间形成氢气流道，氢气流道的两端分别通过入口分流区和出口分流区与贯通入口和贯通出口连通，贯通入口和贯通出口连通正面和背面且分别位于氢气入气口和氢气出气口旁边，氢气入气口和氢气出气口分别与贯通入口和贯通出口连通，其特征在于：在板体的背面中间凹陷形成第二凹槽，在第二凹槽的底面凸出有若干条第二分隔条，第二分隔条自左往右横向设置，相邻两第二分隔条之间形成冷却液流道，冷却液流道的两端分别通过入口过渡区和出口过渡区与冷却液入口和冷却液出口连通；阳极板的背面设有多个横向设置的冷却液流道，对冷却液起到很好的导流分流作用，加快了冷却液的流速，增强了石墨电堆双极板的散热效果。

2)本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。

附图说明：

图1是本实用新型实施例一提供的燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板的立体图；

图2是图1的A处放大图；

图3是燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板另一角度的立体图；

图4是图3的B处放大图；

图5是燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板的主视图；

图6是图5的C处放大图；

图7是图5的D处放大图；

图8是燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板的后视图；

图9是图8的E处放大图；

图10是图8的F处放大图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：

如图1至图10所示，本实施例提供的是一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，包括板体10，在板体10的左侧端部自下而上间隔设置氢气入气口101、空气进气口102和冷却液入口103，在板体10的右侧端部自下而上间隔设置冷却液出口104、空气出气口105和氢气出气口106，在板体10的正面11中间凹陷形成第一凹槽13，在第一凹槽13的底面凸出有若干条第一分隔条111，第一分隔条111自左往右横向设置，相邻两第一分隔条111之间形成氢气流道131，氢气流道131的两端分别通过入口分流区132和出口分流区133与贯通入口112和贯通出口113连通，贯通入口112和贯通出口113连通正面11和背面12且分别位于氢气入气口101和氢气出气口106旁边，氢气入气口101和氢气出气口106分别与贯通入口112和贯通出口113连通，其特征在于：在板体10的背面12中间凹陷形成第二凹槽14，在第二凹槽14的底面凸出有若干条第二分隔条121，第二分隔条121自左往右横向设置，相邻两第二分隔条121之间形成冷却液流道141，冷却液流道141的两端分别通过入口过渡区142和出口过渡区 143与冷却液入口103和冷却液出口104连通。结构简单，阳极板的背面12设有多个横向设置的冷却液流道141，对冷却液起到很好的导流分流作用，加快了冷却液的流速，增强了石墨电堆双极板的散热效果。

上述部分所述第二分隔条121的端部延伸至所述入口过渡区142与出口过渡区143内并形成第一导流条122和第二导流条123，第一导流条122将入口过渡区142分隔为若干独立的冷却液导入槽144，第二导流条123将出口过渡区 143分隔为若干独立的冷却液导出槽145，冷却液导入槽144和冷却液导出槽145 分别与多个冷却液流道141连通。第一导流条122和第二导流条123有效对入口过渡区142与出口过渡区143内的冷却液进行导流，进一步增强了石墨电堆双极板的散热效果。

上述各个所述冷却液导入槽144内的多个第二隔离条121的端部倾斜排布并组成第一锐角区146，第一锐角区146指向冷却液入口103，各第一锐角区146 呈阶梯状排布，远离冷却液入口103的第一锐角区146靠近板体10的左侧端部；各个冷却液导出槽145内的多个第二隔离条121的端部倾斜排布并形成第二锐角区147，第二锐角区147指向冷却液出口104，各第二锐角区147呈阶梯状排布，远离冷却液出口104的第二锐角区147靠近板体10的右侧端部。进一步改善各冷却液流道141中冷却液的流速分布。

上述部分所述第一分隔条111的端部延伸至所述入口分流区132和出口分流区133内并形成第三导流条114和第四导流条115，第三导流条114将入口分流区132分隔为若干独立的氢气导入槽134，第四导流条115将出口分流区133 分隔为若干独立的氢气导出槽135。第三导流条114和第四导流条115有效对入口分流区132和出口分流区133内的氢气进行导流，加快了氢气的流速，使氢气在各氢气流道131内的流速均匀。

上述各个所述氢气导入槽134内的多个第一分隔条111的端部倾斜排布并形成第三锐角区136，第三锐角区136指向氢气入气口101，各第三锐角区136 呈阶梯状排布，远离氢气入气口101的第三锐角区136靠近板体10的左侧端部；各个氢气导出槽135内的多个第一分隔条111的端部倾斜排布并形成第四锐角区137，第四锐角区137指向氢气出气口106，各第四锐角区137呈阶梯状排布，远离氢气出气口106的第四锐角区137靠近板体10的右侧端部。进一步改善各氢气流道131中氢气的流速分布。

上述所述氢气导入槽134和氢气导出槽135底部凸出有若干圆柱状的第一扰流柱116。第一扰流柱116增加扰流作用，使氢气的流速更快。

上述所述板体10的背面12在氢气入气口101和贯通入口112的外围凸出有第二凸台162，第二凸台162内在氢气入气口101与贯通入口112之间凹陷形成第三凹槽124，在氢气出气口106和贯通出口113的外围凸出有第三凸台163，第三凸台163内在氢气出气口106与贯通出口113之间凹陷形成第四凹槽125，在第三凹槽124和第四凹槽125底部凸出有若干条状的第二扰流柱126，第二扰流柱126横向设置。第三凹槽124和第四凹槽125形成氢气输入流道和氢气输出流道，第二扰流柱126起到导流作用。

上述所述板体10的背面12在空气进气口102外围凸出有第四凸台164，第四凸台164内凹陷在空气进气口102旁形成第五凹槽127，在空气出气口105外围凸出有第五凸台165，第五凸台165内在空气出气口105旁凹陷形成第六凹槽128，在第五凹槽127与第六凹槽128底部凸出有若干条状的第三扰流柱129，第三扰流柱129横向设置。第五凹槽127与第六凹槽128形成空气输入流道和空气输出流道，第三扰流柱129起到导流作用。

上述所述板体10的背面12在所述冷却液入口103、冷却液出口104及第二凹槽14的外围凸出有第一凸台161，第一凸台161、第二凸台162、第三凸台 163、第四凸台164和第五凸台165的顶部均设有密封槽166。密封槽166用于背面12与阴极板的粘接密封。

上述所述板体10的四个边角均设有倒角，四个倒角包括一个防错倒角151 和三个普通倒角152，防错倒角151的尺寸与普通倒角152的尺寸不同。防错结构简单实用。

实施例二：

本实施例提供的是一种燃料电池，包括电堆模块，电堆模块设置有石墨电堆双极板，石墨电堆双极板包括阴极板和阳极板1，其特征在于：所述阳极板1 为实施例一所述的燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板。通过对燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板的结构进行改良，提供了石墨电堆双极板的冷却效果，提高了燃料电池的工作效果。

以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，包括板体(10)，在板体(10)的左侧端部自下而上间隔设置氢气入气口(101)、空气进气口(102)和冷却液入口(103)，在板体(10)的右侧端部自下而上间隔设置冷却液出口(104)、空气出气口(105)和氢气出气口(106)，在板体(10)的正面(11)中间凹陷形成第一凹槽(13)，在第一凹槽(13)的底面凸出有若干条第一分隔条(111)，第一分隔条(111)自左往右横向设置，相邻两第一分隔条(111)之间形成氢气流道(131)，氢气流道(131)的两端分别通过入口分流区(132)和出口分流区(133)与贯通入口(112)和贯通出口(113)连通，贯通入口(112)和贯通出口(113)连通正面(11)和背面(12)且分别位于氢气入气口(101)和氢气出气口(106)旁边，氢气入气口(101)和氢气出气口(106)分别与贯通入口(112)和贯通出口(113)连通，其特征在于：在板体(10)的背面(12)中间凹陷形成第二凹槽(14)，在第二凹槽(14)的底面凸出有若干条第二分隔条(121)，第二分隔条(121)自左往右横向设置，相邻两第二分隔条(121)之间形成冷却液流道(141)，冷却液流道(141)的两端分别通过入口过渡区(142)和出口过渡区(143)与冷却液入口(103)和冷却液出口(104)连通。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，其特征在于：部分所述第二分隔条(121)的端部延伸至所述入口过渡区(142)与出口过渡区(143)内并形成第一导流条(122)和第二导流条(123)，第一导流条(122)将入口过渡区(142)分隔为若干独立的冷却液导入槽(144)，第二导流条(123)将出口过渡区(143)分隔为若干独立的冷却液导出槽(145)，冷却液导入槽(144)和冷却液导出槽(145)分别与多个冷却液流道(141)连通。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，其特征在于：各个所述冷却液导入槽(144)内的多个第二隔离条(121)的端部倾斜排布并组成第一锐角区(146)，第一锐角区(146)指向冷却液入口(103)，各第一锐角区(146)呈阶梯状排布，远离冷却液入口(103)的第一锐角区(146) 靠近板体(10)的左侧端部；各个冷却液导出槽(145)内的多个第二隔离条(121)的端部倾斜排布并形成第二锐角区(147)，第二锐角区(147)指向冷却液出口(104)，各第二锐角区(147)呈阶梯状排布，远离冷却液出口(104)的第二锐角区(147)靠近板体(10)的右侧端部。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，其特征在于：部分所述第一分隔条(111)的端部延伸至所述入口分流区(132)和出口分流区(133)内并形成第三导流条(114)和第四导流条(115)，第三导流条(114)将入口分流区(132)分隔为若干独立的氢气导入槽(134)，第四导流条(115)将出口分流区(133)分隔为若干独立的氢气导出槽(135)。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，其特征在于：各个所述氢气导入槽(134)内的多个第一分隔条(111)的端部倾斜排布并形成第三锐角区(136)，第三锐角区(136)指向氢气入气口(101)，各第三锐角区(136)呈阶梯状排布，远离氢气入气口(101)的第三锐角区(136)靠近板体(10)的左侧端部；各个氢气导出槽(135)内的多个第一分隔条(111)的端部倾斜排布并形成第四锐角区(137)，第四锐角区(137)指向氢气出气口(106)，各第四锐角区(137)呈阶梯状排布，远离氢气出气口(106)的第四锐角区(137)靠近板体(10)的右侧端部。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，其特征在于：所述氢气导入槽(134)和氢气导出槽(135)底部凸出有若干圆柱状的第一扰流柱(116)。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，其特征在于：所述板体(10)的背面(12)在氢气入气口(101)和贯通入口(112)的外围凸出有第二凸台(162)，第二凸台(162)内在氢气入气口(101)与贯通入口(112)之间凹陷形成第三凹槽(124)，在氢气出气口(106)和贯通出口(113)的外围凸出有第三凸台(163)，第三凸台(163)内在氢气出气口(106)与贯通出口(113)之间凹陷形成第四凹槽(125)，在第三凹槽(124)和第四凹槽(125)底部凸出有若干条状的第二扰流柱(126)，第二扰流柱(126)横向设置。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，其特征在于：所述板体(10)的背面(12)在空气进气口(102)外围凸出有第四凸台(164)，第四凸台(164)内凹陷在空气进气口(102)旁形成第五凹槽(127)，在空气出气口(105)外围凸出有第五凸台(165)，第五凸台(165)内在空气出气口(105)旁凹陷形成第六凹槽(128)，在第五凹槽(127)与第六凹槽(128)底部凸出有若干条状的第三扰流柱(129)，第三扰流柱(129)横向设置。

9.根据权利要求8所述的一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，其特征在于：所述板体(10)的背面(12)在所述冷却液入口(103)、冷却液出口(104)及第二凹槽(14)的外围凸出有第一凸台(161)，第一凸台(161)、第二凸台(162)、第三凸台(163)、第四凸台(164)和第五凸台(165)的顶部均设有密封槽(166)。

10.根据权利要求9所述的一种燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板，其特征在于：所述板体(10)的四个边角均设有倒角，四个倒角包括一个防错倒角(151)和三个普通倒角(152)，防错倒角(151)的尺寸与普通倒角(152)的尺寸不同。

11.一种燃料电池，包括电堆模块，电堆模块设置有石墨电堆双极板，石墨电堆双极板包括阴极板和阳极板(1)，其特征在于：所述阳极板(1)为权利要求1或10所述的任意一项所述的燃料电池石墨电堆双极板中的阳极板。

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