CN216435951U - 一种燃料电池的装配结构及电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池的装配结构，包括膜电极、一个阳极板和一个阴极板，所述阳极板、膜电极和阴极板依次叠压形成一个单电池；阳极板流场反应区通过第一反应脊形成第一流道；阴极板反应区通过第二反应脊形成第二流道；所述第一流道和第二流道以膜电极所在平面为对称平面时，第一流道和第二流道非对称；所述第一流道的长度大于所述第二流道的长度。有益效果在于：通过设置非对称的第一流道和第二流道可以使反应气体扩散到脊下的膜电极并使得脊下生成的水顺利排出；同时第一流道的长度大于第二流道的长度，增大了第一流道的压降，有利于第一流道内生成的水及时排出。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池双的装配结构。
背景技术
质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种直接将化学能转化为电能的发电装置，具有转化效率高、无污染、低温启动快、运行噪音小等特点，可以广泛应用于汽车、轮船、有轨电车等交通运输领域，也可用于固定电站、便携式电器设备等领域。
PEMFC一般由多片双极板和膜电极叠加组装而成，膜电极在两片双极板之间构成一个单电池，单电池相连构成整个电堆。双极板作为PEMFC的核心零部件，具有为反应气体提供通道、集流导电、导热、支撑膜电极、隔断反应气体、排水等作用，同时在双极板中间提供冷却液通道，控制电堆的温度。
现有技术的双极板阳极板的流场反应区和阴极板的流场反应区是关于膜电极对称的，气体压降相同。而在电堆运行过程中，尤其是大电流放电时，阴极侧生成大量的水，造成阴极侧的气体压降比较大，大部分生成水容易沿着阴极侧流道排出。然而，通过质子交换膜渗透到阳极侧的水由于阳极侧的气体压降较小，生成的水不易排出，容易引起电堆“水淹”。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种燃料电池的装配结构及电池，使得电池在放电过程中的水可以及时排出，并避免在大电流放电时产生过多的水无法及时排出而造成“水淹”现象的发生，影响电池的性能和正常使用。
为了达到上述目的，本实用新型公开了一种燃料电池的装配结构，包括膜电极、一个阳极板和一个阴极板，所述阳极板、膜电极和阴极板依次叠压形成一个单电池；所述阳极板从左到右均依次设置有阳极板进气端、阳极板进气分配区、阳极板流场反应区、阳极板出气分配区和阳极板出气端，所述阴极板从左到右依次设置有阴极板进气端、阴极板进气分配区、阴极板流场反应区、阴极板出气分配区和阴极板出气端；叠压后，阳极板流场反应区对应阴极板流场反应区；所述阳极板流场反应区设置有若干第一反应脊，所述若干第一反应脊等间距布置形成若干第一沟槽，所述若干第一沟槽组成第一流道；所述阴极板反应区设置有若干第二反应脊，所述若干第二反应脊等间距布置形成若干第二沟槽，若干第二沟槽组成第二流道；所述第一流道和第二流道以膜电极所在平面为对称平面时，第一流道和第二流道非对称；所述第一流道的长度大于所述第二流道的长度。
进一步的，所述第一反应脊为波浪形反应脊，若干波浪形反应脊等间距布置形成若干第一沟槽，若干第一沟槽组成第一流道。
进一步的，所述第二反应脊为直线形反应脊，若干直线形反应脊等间距布置形成第二沟槽，若干第二沟槽组成第二流道。
进一步的，所述阳极板进气端设置有氢气入口、冷却液出口和空气出口，所述阳极板出气端设置有氢气出口、冷却液入口和空气入口；所述阴极板进气端设置有氧气入口、冷却液出口和空气出口；所述阴极板出气端设置有氧气出口、冷却液进口和空气入口。
进一步的，所述阳极板进气分配区、阳极板出气分配区、阴极板进气分配区和阴极板出气分配区上均设置有均匀排列的圆柱形分配岛。
本实用新型还公开了一种电池，应用上述的燃料电池的装配结构。
本实用新型实施例一种燃料电池的装配结构及电池与现有技术相比，其有益效果在于：通过设置非对称的第一流道和第二流道可以使反应气体扩散到脊下的膜电极并使得脊下生成的水顺利排出；同时第一流道的长度大于第二流道的长度，增大了第一流道的压降，有利于第一流道内生成的水及时排出。
附图说明
图1是本实用新型实施例中阳极板的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例中阴极板的整体结构示意图；
图3是本实用新型实施例阳极板、膜电极和阴极板叠压时第一流道、膜电极和第二流道的非对称结构的示意图；
图中，1、氢气入口；2、冷却液出口；3、空气出口；4、阳极板气体分配区；5、氢气出口；6、冷却液入口；7、空气入口；8、第一流道；9、第一反应脊；10、第二流道；11、第二反应脊；12、膜电极。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实施例1：
参照图1-3，本实用新型公开了一种燃料电池的装配结构，包括 膜电极12、一个阳极板和一个阴极板，所述阳极板、 膜电极12和阴极板依次叠压形成一个单电池；所述阳极板从左到右均依次设置有阳极板进气端、阳极板进气分配区、阳极板流场反应区、阳极板出气分配区和阳极板出气端，所述阴极板从左到右依次设置有阴极板进气端、阴极板进气分配区、阴极板流场反应区、阴极板出气分配区和阴极板出气端；叠压后，阳极板流场反应区对应阴极板流场反应区；所述阳极板流场反应区设置有若干第一反应脊9，所述若干第一反应脊9等间距布置形成若干第一沟槽，所述若干第一沟槽组成第一流道8；所述阴极板反应区设置有若干第二反应脊11，所述若干第二反应脊11等间距布置形成若干第二沟槽，若干第二沟槽组成第二流道10；所述第一流道8和第二流道10以膜电极12所在平面为对称平面时，第一流道8和第二流道10非对称；所述第一流道8的长度大于所述第二流道10的长度。
在电堆运行过程中，尤其是大电流放电时，阴极侧生成大量的水，造成阴极侧的气体压降比较大，大部分生成水容易沿着阴极侧流道排出。然而，通过质子交换膜渗透到阳极侧的水由于阳极侧的气体压降较小，生成的水不易排出，容易引起电堆“水淹”。本实用新型通过设置非对称的第一流道8和第二流道10可以使反应气体扩散到脊下的 膜电极12并使得脊下生成的水顺利排出；同时第一流道8的长度大于第二流道10的长度，增大了第一流道8的压降，有利于第一流道8内生成的水及时排出。
所述第一反应脊9为波浪形反应脊，若干波浪形反应脊等间距布置形成若干第一沟槽，若干第一沟槽组成第一流道8。采用波浪形的反应脊可以进一步的增强第一流道8的气体压降，有利于第一流道8内的生成的水及时排出。波浪形的脊可以形成波浪形流道，有利于增加阳极的气体压降，从而及时排出阳极侧的水，减少电堆“水淹”的风险，提高电堆的发电性能。
所述第二反应脊11为直线形反应脊，若干直线形反应脊等间距布置形成第二沟槽，若干第二沟槽组成第二流道10。当第一流道8为波浪形，第二流道10为直线型时，第一流道8和第二流道10具有很强的非对称性，可以使反应气体更好的扩散到反应脊下的 膜电极12，并有利于生成水的排出。
所述阳极板进气端设置有氢气入口1、冷却液出口2和空气出口3，所述阳极板出气端设置有氢气出口5、冷却液入口6和空气入口7；所述阴极板进气端设置有氧气入口、冷却液出口2和空气出口3；所述阴极板出气端设置有氧气出口、冷却液进口和空气入口7。
阳极板气体分配区4包括阳极板进气分配区、阳极板出气分配区。所述阳极板进气分配区、阳极板出气分配区、阴极板进气分配区和阴极板出气分配区上均设置有均匀排列的圆柱形分配岛。设置圆柱形分配岛可以增强气体的分配效果。
实施例2：
本实用新型还公开了一种电池，应用实施例1的燃料电池的装配结构。
本实用新型实施例一种燃料电池的装配结构及电池与现有技术相比，其有益效果在于：通过设置非对称的第一流道和第二流道可以使反应气体扩散到脊下的 膜电极12并使得脊下生成的水顺利排出；同时第一流道的长度大于第二流道的长度，增大了第一流道的压降，有利于第一流道内生成的水及时排出。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种燃料电池的装配结构，其特征在于，包括膜电极、一个阳极板和一个阴极板，所述阳极板、膜电极和阴极板依次叠压形成一个单电池；所述阳极板从左到右均依次设置有阳极板进气端、阳极板进气分配区、阳极板流场反应区、阳极板出气分配区和阳极板出气端，所述阴极板从左到右依次设置有阴极板进气端、阴极板进气分配区、阴极板流场反应区、阴极板出气分配区和阴极板出气端；叠压后，阳极板流场反应区对应阴极板流场反应区；所述阳极板流场反应区设置有若干第一反应脊，所述若干第一反应脊等间距布置形成若干第一沟槽，所述若干第一沟槽组成第一流道；所述阴极板反应区设置有若干第二反应脊，所述若干第二反应脊等间距布置形成若干第二沟槽，若干第二沟槽组成第二流道；所述第一流道和第二流道以膜电极所在平面为对称平面时，第一流道和第二流道非对称；所述第一流道的长度大于所述第二流道的长度。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池的装配结构，其特征在于，所述第一反应脊为波浪形反应脊，若干波浪形反应脊等间距布置形成若干第一沟槽，若干第一沟槽组成第一流道。
3.根据权利要求1或2任一所述的一种燃料电池的装配结构，其特征在于，所述第二反应脊为直线形反应脊，若干直线形反应脊等间距布置形成第二沟槽，若干第二沟槽组成第二流道。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池的装配结构，其特征在于，所述阳极板进气端设置有氢气入口、冷却液出口和空气出口，所述阳极板出气端设置有氢气出口、冷却液入口和空气入口；所述阴极板进气端设置有氧气入口、冷却液出口和空气出口；所述阴极板出气端设置有氧气出口、冷却液进口和空气入口。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池的装配结构，其特征在于，所述阳极板进气分配区、阳极板出气分配区、阴极板进气分配区和阴极板出气分配区上均设置有均匀排列的圆柱形分配岛。
6.一种电池，其特征在于，应用权利要求1-5任一所述燃料电池的装配结构。
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| CN202122187624.7U CN216435951U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种燃料电池的装配结构及电池 |
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ID=81322685
Family Applications (1)
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| CN202122187624.7U Active CN216435951U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种燃料电池的装配结构及电池 |
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2021
- 2021-09-10 CN CN202122187624.7U patent/CN216435951U/zh active Active
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