CN219449887U - 一种双极板及电解水槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双极板及电解水槽。本实用新型的双极板设置有朝向相反阳极侧和阴极侧，阳极侧设置有第一容置腔，阴极侧设置有第二容置腔，双极板还设置有连通第一容置腔的进液口和出液口，第一容置腔用于容置电解液，第一容置腔包括反应腔，双极板还设置有多个第一突出部，第一突出部容置于反应腔内，相邻第一突出部之间限定出流道，流道平行于第一方向，反应腔呈圆形设置。双极板的阳极侧设置有用于容纳电解液的第一容置腔，第一容置腔包括反应腔，反应腔呈圆形设置，双极板还设置有多个第一突出部，相邻第一突出部之间限定出流道，当电解液进入反应腔后能够充分扩散并分散进入各个流道，能够使电解液在反应腔中分布均匀，使反应充分。

Description

一种双极板及电解水槽

技术领域

本实用新型涉及氢能源电池领域，特别涉及一种双极板及电解水槽。

背景技术

在相关技术中，双极板作为氢能源电池中反应产生氢气的部件而得到广泛的使用，而现有的双极板的流场设计不合理，例如有些现有双极板的反应腔一般呈矩形设置，当电解液流入反应腔后难以流动至矩形反应腔的边角处，导致电解液无法均匀地分布于反应腔中使得电解反应不充分，因此有必要对上述问题进行解决。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种双极板，具有圆形的反应腔，能够使电解液在反应腔中分布均匀，使反应充分。

本实用新型还提出一个具有上述双极板的电解水槽。

根据本实用新型的第一方面实施例的双极板，所述双极板设置有朝向相反阳极侧和阴极侧，所述阳极侧设置有第一容置腔，所述阴极侧设置有第二容置腔，所述双极板还设置有连通所述第一容置腔的进液口和出液口，所述第一容置腔用于容置电解液，所述第一容置腔包括反应腔，所述双极板还设置有多个第一突出部，所述第一突出部容置于所述反应腔内，相邻所述第一突出部之间限定出流道，所述流道平行于第一方向，所述反应腔呈圆形设置。

根据本实用新型实施例的双极板，至少具有如下有益效果：双极板的阳极侧设置有用于容纳电解液的第一容置腔，第一容置腔包括反应腔，反应腔呈圆形设置，双极板还设置有多个第一突出部，相邻第一突出部之间限定出流道，当电解液进入反应腔后能够充分扩散并分散进入各个流道，能够使电解液在反应腔中分布均匀，使反应充分。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一容置腔还包括两个导向腔，两个所述导向腔沿第一方向分别连接于所述反应腔的两端，所述进液口和所述出液口分别连通两个所述导向腔，所述双极板还设置有阻挡组，所述阻挡组容置于所述导向腔内并设置于远离所述进液口的一侧，所述阻挡组用于将电解液导入各所述流道。

根据本实用新型的一些实施例，所述阻挡组包括多个第一阻挡部，多个所述第一阻挡部均匀设置于所述导向腔内，相邻所述第一阻挡部之间限定出供电解液流经的间隙，所述第一阻挡部呈圆柱状设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述阻挡组还包括第二阻挡部和第三阻挡部，所述第二阻挡部和所述第三阻挡部均呈长条状设置，所述第二阻挡部和所述第三阻挡部相对于第一方向倾斜设置且倾斜方向相反，所述第二阻挡部和所述第三阻挡部用于对电解液导向。

根据本实用新型的一些实施例，沿第一方向，所述第二阻挡部和所述第三阻挡部间隔设置。

根据本实用新型的一些实施例，由所述导向腔向所述反应腔的方向，所述反应腔的截面积逐渐增大。

根据本实用新型的一些实施例，所述双极板还包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均沿所述双极板的厚度方向贯通，所述第一通孔和所述第二通孔均连通于所述第一容置腔并在第一容置腔内分别形成所述进液口和所述出液口。

根据本实用新型的一些实施例，所述双极板还包括第三通孔和第四通孔，所述第三通孔和所述第四通孔沿所述双极板的周向方向相对于所述第一通孔和所述第二通孔错位设置，所述第三通孔和所述第四通孔均沿所述双极板的厚度方向贯通，所述第三通孔和所述第四通孔均连通于所述第二容置腔并在第二容置腔内分别形成第一开口和第二开口。

根据本实用新型的第二方面实施例的电解水槽，包括双极板组、正极盲板、负极盲板和多个隔膜。其中，双极板组包括多个双极板，多个所述双极板沿厚度方向依次排布，沿电解液的流动方向，所述双极板设置的进液口连接于上一所述双极板设置的出液口，所述双极板设置的出液口连接于下一所述双极板设置的进液口；所述隔膜设置于相邻两个所述双极板之间并与相邻两个所述双极板接触；正极盲板和负极盲板分别设置于所述双极板组沿厚度方向的两端，所述正极盲板和所述负极盲板分别与电源的正极和电源负极电连接。

根据本实用新型实施例的电解水槽，至少具有如下有益效果：电解水槽由于采用了上述第一方面实施例所提供的双极板，而使电解液在双极板内能够反应充分，且仅需由双极板组的一侧灌入电解液，电解液即可依次充满各个双极板设置的第一容置腔，方便快捷。

根据本实用新型的一些实施例，还包括多个密封件，所述密封件设置于相邻两个所述双极板之间并与相邻两个所述双极板接触。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型实施例双极板的阳极侧示意图；

图2为图1实施例“A”区域的放大视图；

图3为本实用新型实施例双极板的阴极侧示意图；

图4为本实用新型实施例电解水槽的示意图；

图5为本实用新型实施例电解水槽部分结构的爆炸视图。

附图标记：

双极板100、阳极侧110、第一容置腔111、反应腔112、导向腔113、阴极侧120、第二容置腔121、阻挡组130、第一阻挡部131、第二阻挡部132、第三阻挡部133、第一通孔140、进液口141、第二通孔150、出液口151、第三通孔160、第一开口161、第四通孔170、第二开口171、第一突出部180、流道181；

双极板组200、隔膜300、正极盲板400、负极盲板500、密封件600。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1至图3，本实用新型第一方面实施例提供了一种双极板100，双极板100设置有朝向相反阳极侧110和阴极侧120，阳极侧110设置有第一容置腔111，阴极侧120设置有第二容置腔121，双极板100还设置有连通第一容置腔111的进液口141和出液口151，第一容置腔111用于容置电解液，第一容置腔111包括反应腔112，双极板100还设置有多个第一突出部180，第一突出部180容置于反应腔112内，相邻第一突出部180之间限定出流道181，流道181平行于第一方向，反应腔112呈圆形设置。

使用时，将电解液由进液口141灌入第一容置腔111，当电解液进入反应腔112后，由于圆形的反应腔112不会有棱角，而相对于矩形的反应腔112，电解液能够充分扩散并分散进入各个流道181，能够使电解液在反应腔112中分布均匀，使反应充分。此外，多个突出部突出设置于第一容置腔111内而能够增加与电解液的接触面积，使电解液在流道181中反应充分。其中，电解液可以为水或碱性电解液。

参照图1至图3，在一些实施例中，第一容置腔111还包括两个导向腔113，两个导向腔113沿第一方向分别连接于反应腔112的两端，进液口141和出液口151分别连通两个导向腔113，双极板100还设置有阻挡组130，阻挡组130容置于导向腔113内并设置于远离进液口141的一侧，阻挡组130用于将电解液导入各流道181。具体地，两个导向腔113及设置于两个导向腔113中的阻挡组130相对于反应腔112对称设置，因此进液口141和出液口151在实际使用中可互换作用而不受影响。阻挡组130能够降低电解液的流速使电解液在流入反应腔112时的流速降低，保证电解液在反应腔112中能够停留一定时间而使电解反应充分。需要说明的是，导向腔113不应被认为该腔体仅能够导向的限制，电解液在进入第一容置腔111后即开始反应。

参照图1至图3，在一些实施例中，阻挡组130包括多个第一阻挡部131，多个第一阻挡部131均匀设置于导向腔113内，相邻第一阻挡部131之间限定出供电解液流经的间隙，第一阻挡部131呈圆柱状设置。具体地，

参照图1至图3，在一些实施例中，阻挡组130还包括第二阻挡部132和第三阻挡部133，第二阻挡部132和第三阻挡部133均呈长条状设置，第二阻挡部132和第三阻挡部133相对于第一方向倾斜设置且倾斜方向相反，第二阻挡部132和第三阻挡部133用于对电解液导向。第二阻挡部132和第三阻挡部133相对于第一方向的夹角均为60°，使电解液在与第二阻挡件和第三阻挡件接触时会被分别导向反应腔112的两侧，从而使电解液在反应腔112中分布更加均匀，使电解反应更加充分。

进一步地，沿第一方向，第二阻挡部132和第三阻挡部133间隔设置。第二阻挡部132和第三阻挡部133之间形成开口，即电解液在依次接触第二阻挡部132和第三阻挡部133时会被分别输送至反应腔112的中部及两侧，并且使流向反应腔112各个部分的电解液的流量大致相等，使电解液在反应腔112中分布较均匀。

参照图1至图3，在一些实施例中，由导向腔113向反应腔112的方向，反应腔112的截面积逐渐增大。进液口141设置于导向腔113远离反应腔112的一端，使电解液在导向腔113中流动时逐步扩散后流入反应腔112中，使电解液在反应腔112中能够充分扩散。

参照图1至图3，在一些实施例中，双极板100还包括第一通孔140和第二通孔150，第一通孔140和第二通孔150均沿双极板100的厚度方向贯通，第一通孔140和第二通孔150均连通于第一容置腔111并在第一容置腔111内分别形成进液口141和出液口151。因此，当双极板100应用于电解水槽时，例如多个双极板100沿厚度方向层叠设置时，双极板100设置的进液口141连接于上一双极板100设置的出液口151，双极板100设置的出液口151连接于下一双极板100设置的进液口141，仅需由双极板组200的一侧灌入电解液，电解液即可依次充满各个双极板100设置的第一容置腔111，使用方便快捷。

参照图1至图3，在一些实施例中，双极板100还包括第三通孔160和第四通孔170，第三通孔160和第四通孔170沿双极板100的周向方向相对于第一通孔140和第二通孔150错位设置，第三通孔160和第四通孔170均沿双极板100的厚度方向贯通，第三通孔160和第四通孔170均连通于第二容置腔121并在第二容置腔121内分别形成第一开口161和第二开口171。因此，当双极板100应用于电解水槽时，例如多个双极板100沿厚度方向层叠设置时，双极板100设置的第三通孔160连接于上一双极板100设置的第四通孔170，双极板100设置的第四通孔170连接于下一双极板100设置的第三通孔160，在阴极产生氢气时由于氢气的密度小于空气的密度，氢气会一路输送至顶部双极板100，因而可以在该处对氢气进行收集。

参照图4和图5，本实用新型第二方面实施例提供了一种电解水槽，包括双极板组200、正极盲板400、负极盲板500和多个隔膜300。其中，双极板组200包括多个双极板100，多个双极板100沿厚度方向依次排布，沿电解液的流动方向，双极板100设置的进液口141连接于上一双极板100设置的出液口151，双极板100设置的出液口151连接于下一双极板100设置的进液口141。隔膜300设置于相邻两个双极板100之间并与相邻两个双极板100接触。正极盲板400和负极盲板500分别设置于双极板组200沿厚度方向的两端，正极盲板400和负极盲板500分别与电源的正极和电源负极电连接。其中，隔膜300为质子交换膜，正极盲板400朝向双极板组200的表面的设置与双极板100的阳极侧110相同，负极盲板500朝向双极板组200的表面的设置与双极板100的阴极侧120相同。

电解水槽由于采用了上述第一方面实施例所提供的双极板100，而使电解液在双极板100内能够反应充分，且仅需由双极板组200的一侧灌入电解液，电解液即可依次充满各个双极板100设置的第一容置腔111，而阴极侧120产生的氢气则由双极板100设置的第二容置腔121、第三通孔160和第四通孔170依次流出并收集，使用方便快捷。

具体地，电解液在电解水槽的反应如下：当电解液选择为水时，将电解液输送到阳极，在阳极被分解成为氧气、质子及电子，质子再通过质子交换膜到达阴极，并在阴极侧120与电子结合成为氢气并通过第二容置腔121、第一开口161和第二开口171排出。由于本申请采用的双极板100的阴极侧120与阳极侧110的设置相同，因此电解水槽也能适用于碱性溶液的电解以生成氢气，应用范围较广。

在一些实施例中，电解水槽还包括多个密封件600，密封件600设置于相邻两个双极板100之间并与相邻两个双极板100接触。具体地，双极板100的阴极侧120与阳极侧110均设置有凹槽，凹槽呈环状并环绕第一容置腔111或第二容置腔121设置，使密封件600在抵接于两个双极板100之间时能够实现第一容置腔111和第二容置腔121的密封，避免电解液和\或氢气泄露。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种双极板，其特征在于，所述双极板设置有朝向相反阳极侧和阴极侧，所述阳极侧设置有第一容置腔，所述阴极侧设置有第二容置腔，所述双极板还设置有连通所述第一容置腔的进液口和出液口，所述第一容置腔用于容置电解液，所述第一容置腔包括反应腔，所述双极板还设置有多个第一突出部，所述第一突出部容置于所述反应腔内，相邻所述第一突出部之间限定出流道，所述流道平行于第一方向，所述反应腔呈圆形设置。

2.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述第一容置腔还包括两个导向腔，两个所述导向腔沿第一方向分别连接于所述反应腔的两端，所述进液口和所述出液口分别连通两个所述导向腔，所述双极板还设置有阻挡组，所述阻挡组容置于所述导向腔内并设置于远离所述进液口的一侧，所述阻挡组用于将电解液导入各所述流道。

3.根据权利要求2所述的双极板，其特征在于，所述阻挡组包括多个第一阻挡部，多个所述第一阻挡部均匀设置于所述导向腔内，相邻所述第一阻挡部之间限定出供电解液流经的间隙，所述第一阻挡部呈圆柱状设置。

4.根据权利要求2或3所述的双极板，其特征在于，所述阻挡组还包括第二阻挡部和第三阻挡部，所述第二阻挡部和所述第三阻挡部均呈长条状设置，所述第二阻挡部和所述第三阻挡部相对于第一方向倾斜设置且倾斜方向相反，所述第二阻挡部和所述第三阻挡部用于对电解液导向。

5.根据权利要求4所述的双极板，其特征在于，沿第一方向，所述第二阻挡部和所述第三阻挡部间隔设置。

6.根据权利要求2所述的双极板，其特征在于，由所述反应腔向所述导向腔的方向，所述反应腔的截面积逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述双极板还包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均沿所述双极板的厚度方向贯通，所述第一通孔和所述第二通孔均连通于所述第一容置腔并在第一容置腔内分别形成所述进液口和所述出液口。

8.根据权利要求7所述的双极板，其特征在于，所述双极板还包括第三通孔和第四通孔，所述第三通孔和所述第四通孔沿所述双极板的周向方向相对于所述第一通孔和所述第二通孔错位设置，所述第三通孔和所述第四通孔均沿所述双极板的厚度方向贯通，所述第三通孔和所述第四通孔均连通于所述第二容置腔并在第二容置腔内分别形成第一开口和第二开口。

9.电解水槽，其特征在于，包括：

双极板组，包括多个如权利要求1至8中任一项所述双极板，多个所述双极板沿厚度方向依次排布，沿电解液的流动方向，所述双极板设置的进液口连接于上一所述双极板设置的出液口，所述双极板设置的出液口连接于下一所述双极板设置的进液口；

多个隔膜，所述隔膜设置于相邻两个所述双极板之间并与相邻两个所述双极板接触；

正极盲板和负极盲板，分别设置于所述双极板组沿厚度方向的两端，所述正极盲板和所述负极盲板分别与电源的正极和电源负极电连接。

10.根据权利要求9所述的电解水槽，其特征在于，还包括多个密封件，所述密封件设置于相邻两个所述双极板之间并与相邻两个所述双极板接触。