[实用新型]双极板、冷却板及燃料电池堆

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种双极板、冷却板及燃料电池堆。

背景技术

燃料电池是一种电化学反应装置，可以直接、高效地实现反应物的化学能与电能之间的转化。燃料电池具有能量转化效率高、无污染、可连续供电、可靠性高等优点，广泛应用于航空航天、军事、电动汽车、不间断电源等领域。

现有技术的燃料电池中，燃料连续不断的输入阳极(负极)，同时氧化剂连续不断的输入阴极(正极)，在两个电极上发生电化学反应，产生电流。燃料电池的基本物理结构由电解质层及其两边的电极层组成。其中电解质存在最佳的工作温度，如质子交换膜燃料电池的电解质的最佳工作温度为80℃左右。然而，由于热扩散效应不同，每片单节电池边缘与中心位置之间容易产生不均匀的温度分布，燃料单节电池中心与边缘位置的温差会导致反应不均匀，进而降低了整个电池堆的稳定性和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种有效减小燃料单节电池中心与边缘位置的温差的双极板、冷却板及燃料电池堆。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种双极板，双极板的一个侧面上具有冷却剂流场，冷却剂流场包括：冷却剂入口通道，具有位于冷却剂流场的上游端的冷却剂入口；冷却剂出口通道，具有位于冷却剂流场的下游端的冷却剂出口；多条间隔分布的流道沟和流道脊，流道沟和流道脊在冷却剂入口通道与冷却剂出口通道之间并行地延伸，其中，在冷却剂入口通道的延伸方向上，多条流道沟中位于中间的流道沟的截面的面积和/或周长最大，并且在朝向两侧的方向上流道沟的截面的面积和/或周长逐渐减小。

进一步地，流道沟的截面的面积逐渐减小为非连续性的逐渐减小。

进一步地，各流道沟的深度均相等，位于中间的流道沟的宽度最大，并且在朝向两侧的方向上流道沟的宽度逐渐减小。

进一步地，各流道沟的宽度均相等，位于中间的流道沟的深度最大，并且在朝向两侧的方向上流道沟的深度逐渐减小。

进一步地，每个流道脊截面面积相等。

进一步地，冷却剂入口和冷却剂出口均为一个，一个冷却剂入口和一个冷却剂出口分别靠近双极板的两个对角的位置；或者，冷却剂入口为两个，冷却剂出口为一个，两个冷却剂入口分别位于冷却剂入口通道的两个端部，冷却剂出口位于冷却剂出口通道的中部。

进一步地，流道沟的表面配置为具有设定的粗糙度的粗糙表面，并且，在冷却剂入口通道的延伸方向上，多条流道沟中位于中间的流道沟的粗糙表面的粗糙度最大，并且在朝向两侧的方向上流道沟的粗糙表面的粗糙度逐渐减小。

进一步地，冷却剂出口通道平行于冷却剂入口通道，流道沟和流道脊均垂直于冷却剂入口通道和冷却剂出口通道。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种冷却板，冷却板的至少一个侧面上具有冷却剂流场，冷却剂流场包括：冷却剂入口通道，具有位于冷却剂流场的上游端的冷却剂入口；冷却剂出口通道，具有位于冷却剂流场的下游端的冷却剂出口；多条间隔分布的流道沟和流道脊，流道沟和流道脊在冷却剂入口通道与冷却剂出口通道之间并行地延伸，其中，在冷却剂入口通道的延伸方向上，多条流道沟中位于中间的流道沟的截面的面积和/或周长最大，并且在朝向两侧的方向上流道沟的截面的面积和/或周长逐渐减小。

进一步地，流道沟的截面的面积逐渐减小为非连续性的逐渐减小。

进一步地，各流道沟的深度均相等，位于中间的流道沟的宽度最大，并且在朝向两侧的方向上流道沟的宽度逐渐减小。

进一步地，各流道沟的宽度均相等，位于中间的流道沟的深度最大，并且在朝向两侧的方向上流道沟的深度逐渐减小。

进一步地，每个流道脊截面面积相等。

进一步地，冷却剂入口和冷却剂出口均为一个，一个冷却剂入口和一个冷却剂出口分别靠近冷却板的两个对角的位置；或者，冷却剂入口为两个，冷却剂出口为一个，两个冷却剂入口分别位于冷却剂入口通道的两个端部，冷却剂出口位于冷却剂出口通道的中部。

进一步地，流道沟的表面配置为具有设定的粗糙度的粗糙表面，并且，在冷却剂入口通道的延伸方向上，多条流道沟中位于中间的流道沟的粗糙表面的粗糙度最大，并且在朝向两侧的方向上流道沟的粗糙表面的粗糙度逐渐减小。

进一步地，冷却剂出口通道平行于冷却剂入口通道，流道沟和流道脊均垂直于冷却剂入口通道和冷却剂出口通道。