CN220041923U - 一种风冷氢燃料电池金属双极板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风冷氢燃料电池金属双极板，包括基板，以及分别设置在基板上的阳极密封圈和阴极密封圈；其中，所述基板包括阳极面和阴极面，所述阳极密封圈设置在基板的阳极面上，所述阴极密封圈设置在基板的阴极面上。本实用新型由传统的双板变成单板结构，气体流道采用蚀刻的方式形成，解决传统双板结构通过冲压方式的开设气体流道，而导致的产品一致性不足，冲压面凹凸不平的问题，提高了资源利用率；阳极面采用碳纸作为阳极流道，减轻了金属双极板的重量，提高了金属极板与MEA的导电性能，阴极面上的阴极流道采用分区且相互连通的方式进行设置，降低了阴极流量不均匀的风险，使双极板的导热性能和燃料电池的使用寿命大大提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种风冷氢燃料电池金属双极板。
背景技术
氢被认为是公认的理想能源，其具有三倍于汽油的能量密度和唯一排放物为水的特点，从而让各个领域对其趋之若鹜。
氢燃料电池技术，是指将燃料之中蕴含的化学能直接转化为电能的一种发电装置。单体电池结构由燃料、氧化剂、正负电极和电解质构成，其中电解质两侧具有两个隔膜，可以分别起到氢氧化和氢还原两种反应，再由电子经过外部的负载时形成电力能源。氢燃料电池仅将氢气作为燃料，通过化学反应得到水，可实现零排放。
现有的氢燃料电池中，双极板的阳极流道和阴极流道均为冲压形成，但是冲压方式很难保证产品的一致性，而且冲压所使用的模具在使用一段时间后会有磨损，这就导致双极板的平整性很难得到保证，从而使得双极板的使用寿命大打折扣。
目前国内燃料电池的重量相较于前沿国家还有一些差距，因此研究氢燃料电池的轻量化还是一个迫切的问题。一般情况下，双极板占氢燃料电池电堆总质量的80%以上，而要使得燃料电池轻量化，就需要减轻双极板的重量。
因此，亟需提供一种产品一致性高、使用寿命长，以及轻量化的氢燃料电池双极板。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种风冷氢燃料电池金属双极板以解决上述问题。
本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：
一种风冷氢燃料电池金属双极板，包括基板，以及分别设置在基板上的阳极密封圈和阴极密封圈；
所述基板包括阳极面和阴极面，所述阳极密封圈设置在基板的阳极面上，所述阴极密封圈设置在基板的阴极面上。
进一步，所述阳极面上形成有凹槽，且所述凹槽两端分别开设有阳极进气孔和阳极出气孔；所述凹槽内设置在有碳纸，且所述碳纸的厚度与凹槽的深度相同；所述碳纸与凹槽的底面围成阳极流道，所述阳极进气孔、阳极出气孔分别与阳极流道连通；所述阳极密封圈设置在凹槽周围的基板上。
进一步，所述凹槽为矩形槽，深度为0.3 mm，通过蚀刻的方式形成；所述阳极进气孔和阳极出气孔形成为条形孔，且其长度方向与凹槽的一边平行。
进一步，所述碳纸为GDL碳纸。
进一步，所述阴极面上形成有阴极流道，所述阴极流道设置在阳极进气孔和阳极出气孔之间的基板上；所述阴极密封圈设置在阳极进气孔、阳极出气孔周围的基板上。
进一步，所述阴极流道包括若干相互连通的区域。
进一步，所述基板的材料为钛。
本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的风冷氢燃料电池金属双极板由传统的双板变成单板结构，气体流道采用蚀刻的方式形成，解决传统双板结构通过冲压方式的开设气体流道，而导致的产品一致性不足，冲压面凹凸不平的问题，提高了资源利用率；阳极面采用碳纸作为阳极流道，减轻了金属双极板的重量，提高了金属极板与MEA的导电性能，阴极面上的阴极流道采用分区且相互连通的方式进行设置，降低了阴极流量不均匀的风险，使双极板的导热性能和燃料电池的使用寿命大大提高。
附图说明
图1为本实用新型中阳极面的结构示意图；
图2为本实用新型中阳极流道的结构示意图；
图3为本实用新型中阴极面的结构示意图。
图中标记示意为：1-基板；2-阳极密封圈；3-阴极密封圈；10-阳极面；11-凹槽；12-阳极进气孔；13-阳极出气孔；14-碳纸；15-阳极流道；20-阴极面；21-阴极流道。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
实施例1
如图1-3所示，一种风冷氢燃料电池金属双极板，包括基板1，以及分别设置在基板上的阳极密封圈2和阴极密封圈3。
具体地，所述基板1包括阳极面10和阴极面20，所述阳极密封圈2设置在基板1的阳极面10上，所述阴极密封圈3设置在基板1的阴极面20上。
所述阳极面10上形成有凹槽11，且所述凹槽11两端分别开设有阳极进气孔12和阳极出气孔13；所述凹槽11内设置在有碳纸14，且所述碳纸14的厚度与凹槽11的深度相同；所述碳纸14与凹槽11的底面围成阳极流道15，所述阳极进气孔12、阳极出气孔13分别与阳极流道15连通；所述阳极密封圈2设置在凹槽11周围的基板上。
在本实施例中，所述凹槽11为矩形槽，深度为0.3 mm，通过蚀刻的方式形成；所述阳极进气孔12和阳极出气孔13形成为条形孔，且其长度方向与凹槽11的一边平行；所述碳纸14为GDL（Gas Diffusion Layer）碳纸。
所述阴极面20上形成有阴极流道21，所述阴极流道21设置在阳极进气孔12和阳极出气孔13之间的基板上；所述阴极密封圈3设置在阳极进气孔12、阳极出气孔13周围的基板上。
在本实施例中，所述阴极流道21通过蚀刻的方式形成，在保证了产品的一致性的同时，也能使双极板的平整性得到保证，大大改善了燃料电池的使用寿命；所述阴极流道21包括若干相互连通的区域，以降低阴极流量不均匀的风险。
另一方面，为了更好地减轻双极板的重量，基板的材料优选为钛。
本实用新型的风冷氢燃料电池金属双极板由传统的双板变成单板结构，气体流道采用蚀刻的方式形成，解决传统双板结构通过冲压方式的开设气体流道，而导致的产品一致性不足，冲压面凹凸不平的问题，提高了资源利用率；阳极面采用碳纸作为阳极流道，减轻了金属双极板的重量，提高了金属极板与MEA的导电性能，阴极面上的阴极流道采用分区且相互连通的方式进行设置，降低了阴极流量不均匀的风险，使双极板的导热性能和燃料电池的使用寿命大大提高。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
Claims (6)
1.一种风冷氢燃料电池金属双极板，其特征在于，包括基板，以及分别设置在基板上的阳极密封圈和阴极密封圈；
其中，所述基板包括阳极面和阴极面，所述阳极密封圈设置在基板的阳极面上，所述阴极密封圈设置在基板的阴极面上；
所述阳极面上形成有凹槽，且所述凹槽两端分别开设有阳极进气孔和阳极出气孔；所述凹槽内设置在有碳纸，且所述碳纸的厚度与凹槽的深度相同；所述碳纸与凹槽的底面围成阳极流道，所述阳极进气孔、阳极出气孔分别与阳极流道连通；所述阳极密封圈设置在凹槽周围的基板上。
2.根据权利要求1所述的风冷氢燃料电池金属双极板，其特征在于，所述凹槽为矩形槽，深度为0.3mm，通过蚀刻的方式形成；所述阳极进气孔和阳极出气孔形成为条形孔，且其长度方向与凹槽的一边平行。
3.根据权利要求1所述的风冷氢燃料电池金属双极板，其特征在于，所述碳纸为GDL碳纸。
4.根据权利要求1所述的风冷氢燃料电池金属双极板，其特征在于，所述阴极面上形成有阴极流道，所述阴极流道设置在阳极进气孔和阳极出气孔之间的基板上；所述阴极密封圈设置在阳极进气孔、阳极出气孔周围的基板上。
5.根据权利要求4所述的风冷氢燃料电池金属双极板，其特征在于，所述阴极流道包括若干相互连通的区域。
6.根据权利要求1所述的风冷氢燃料电池金属双极板，其特征在于，所述基板的材料为钛。
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