[发明专利]燃料电池用双极板

说明书

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，特别涉及燃料电池的双极板。

背景技术

燃料电池通常由多个电池单元构成，每个电池单元包括两个电极(阳极和阴极)，该两个电极被电解质元件隔开，并且彼此串联地组装，形成燃料电池堆。通过给每个电极供给适当的反应物，即给一个电极供给燃料而另一个供给氧化剂，实现电化学反应，从而在电极之间形成电位差，并且因此产生电能。

为了给每个电极供给反应物，使用通常称为“双极板”并且设置在每个单个电池的两侧的特定界面元件。这些双极板通常是邻近阳极或阴极支撑体放置的单个元件的形式。双极板是燃料电池组的重要元件。燃料电池堆在运行过程中，双极板执行如下功能以维持燃料电池堆的最佳工作状态以及使用寿命：(1)电池导电体，极板两侧分别形成阴极阳极，将一个个电池单元串联以组成燃料电池堆；(2)通过流道向电极提供反应气(传质)；(3)协调水与热的管理，防止冷却介质及反应气体外漏；(4)向膜电极组件(MEA)提供结构强度支持。

为完成上述功能，双极板的材料需要具有高电导率、足够的机械强度、良好的热导、气体透过率低、抗腐蚀且能在电池工作环境中化学稳定相当长的时间。此外，考虑到设计与易于加工制造的需要，双极板的材料还应该具备重量轻，体积小，成本低廉，甚至要求可回收利用等特征。

由于燃料电池的电化学反应的工作环境，采用的材料还必须耐电化学腐蚀并具有良好的结构强度和稳定性。因此要设计一个高性能的电池的双极板，必须充分考虑各个方面的因素。通常用于电池双极板的材料包括：碳板、金属板等。传统上电池极板使用碳板是因为其具有较好的导电、传热和防腐蚀性。而使用金属板的原因在于，其具有良好的导电性、结构强度和成型性，经表面抗腐蚀处理也是作为电极板的好材料。

另外由于电池极板的制作费用高昂，为降低燃料电池的成本，燃料电池的设计的努力方向之一就是寻求优化电池双极板的设计和制作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池用双极板，以优化现有燃料电池双极板的设计。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池用双极板，所述双极板包括电化学反应区域和非电化学反应区域，所述电化学反应区域和非电化学反应区域拼接连接。

进一步地，所述电化学反应区域位于中部，所述非电化学反应区域位于所述电化学反应区域周边。

进一步地，所述非电化学反应区域的材料为非导电材料。

进一步地，所述非电化学反应区域的材料密度为0.1至1.5克每立方厘米。

进一步地，所述非电化学反应区域设有反应物输送通道。

进一步地，所述非电化学反应区域设有安装孔。

进一步地，所述电化学反应区域与所述非电化学反应区域相拼接的部分和所述非电化学反应区域的对应的拼接部分之间粘接连接。

进一步地，所述电化学反应区域与所述非电化学反应区域相拼接的部分和所述非电化学反应区域的对应的拼接部分之间挤压连接。

进一步地，所述电化学反应区域与所述非电化学反应区域相拼接的部分和所述非电化学反应区域的对应的拼接部分之间热压连接。

进一步地，所述电化学反应区域与所述非电化学反应区域相拼接的部分为台阶形，所述非电化学反应区域的拼接部分为对应的倒台阶形。

进一步地，所述电化学反应区域与所述非电化学反应区域相拼接的部分为锯齿形，所述非电化学反应区域的拼接部分为对应的倒锯齿形。

进一步地，所述电化学反应区域与所述非电化学反应区域相拼接的部分为一个或多个凸起，所述非电化学反应区域的拼接部分为对应的一个或多个凹槽。

进一步地，所述电化学反应区域与所述非电化学反应区域相拼接的部分为一个或多个凹槽，所述非电化学反应区域的拼接部分为对应的一个或多个凸起。

进一步地，所述电化学反应区域和所述非电化学反应区域相拼接侧壁上分别对应设有一环状凹槽，所述环状凹槽内设有一环状密封条。

进一步地，所述电化学反应区域和非电化学反应区域的厚度相同。

本发明将燃料电池的双极板分成电化学反应区域和非电化学反应区域，各个区域被复合拼接构成完整的双极板，用这样的双极板叠合而建造了新型的燃料电池。这种电池双极板的设计，优化了极板导电性能，减少了损耗、提高了效率，同时有效降低材料成本和简化了制作的复杂性。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1是本发明燃料电池的拼接双极板实施例一的结构示意图；

图2是本发明燃料电池的拼接双极板实施例二的A-A剖视图；