[实用新型]利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池金属双极板，具体地说是一种利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板。

背景技术

全金属双极板因为其厚度小、重量轻，易于批量生产，并可大幅提高燃料电池堆的体积比功率和重量比功率而受到广泛关注。真正意义上的全金属双极板是指：利用金属薄板，通过模压或挤压等成型技术加工成氢、氧单极板，两片单极板仅通过粘接或者焊接即可构成双极板；同时该全金属双极板既能提供气体进出口与流通通道，又能利用两板直接结合而形成的独立腔作为冷剂进出口和流通通道。全金属双极板的上述功能要求提高了对结构设计的难度，因此目前真正意义上的全金属双极板并不是很多。

现有技术中，专利CN101133506A公开了一种两端带有分配头中间是波浪形流场的金属双极板，其不足之处是：难以保证气体在各个流道的均匀分配，同时也难以实现电堆组装时的精确定位。

专利CN101420037A公开了一种金属双极板板型，其阴极流场为一分三的直流场，阳极流场为一分二的蛇形流场，其优势为：双层结构可实现反应气体与冷剂的走通，且气体进出口压差大；但其不足之处是：蛇形流场结构使得气体阻力大多消耗在拐角处，不利于反应生成水和气体尾气的排除，另外水流场进出口相对较小，水阻较大，不利于双极板换热。

专利CN102306805A公开了一种有利于改善流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板，其不足之处是：三腔公用管道面积较大，相对的减小了双极板的有效面积。

专利CN101572318A公开了一种质子交换膜燃料电池金属双极板，其不足之处是：仅靠阴、阳极板凸台背面的凹坑交错排列、前后相对搭接而构成的连续串接的水流场分配流道，因为搭接面积有限，势必会提高水流场的阻力，这就对水泵的要求进行了提高。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板，由金属薄板冲压成型的阴、阳极单极板对应连接构成，阴、阳极单极板上设有两侧的空气腔公用管道、氢气腔公用管道、冷却腔公用管道、中部的阴、阳极流场流道和用于固定阴、阳极单极板的密封线，阴、阳极流场流道由阴、阳极板中间直流场流道、与直流场流道两端相通的阴、阳极板的空气和氢气分配流道、与分配流道连通的阴、阳极板空气和氢气进出口流道及冷却腔冷却液进出口流道组成，其特征在于：

所述冷却腔冷却液进出口流道为平直的直通式流道；

所述阴极板空气分配流道由按规律排布的分别向阴极单极板正面凸起的支撑点和向反面凸起的导流岛构成，所述阳极板氢气分配流道由按规律排布的分别向阳极单极板正面凸起的导流岛和向反面凸起的支撑点构成；

所述导流岛形状相同，所述支撑点形状相同，所述导流岛和所述支撑点均呈纵列方向排布，所述支撑点位于所述导流岛纵列的列与列之间，所述导流岛纵列方向与双极板横向水平线之间的夹角为30-60°，所述导流岛之间间距1-3mm，所述支撑点之间的间距1-3mm；所述阴极单极板上的导流岛的上平面与相对的阳极单极板的平板互相支撑，形成冷却腔分配流道；所述阳极单极板上的支撑点的上平面与相对的阴极单极板的平板互相支撑，形成冷却腔分配流道，冷却腔分配流道通过冷却腔冷却液进出口流道与冷却腔公用管道连通；

所述阴、阳极单极板的四个顶角处均设有外定位拐角，所述外定位拐角上还设有内定位孔；

每个所述外定位拐角上还设有两个巡检插孔。

作为优选，所述中间直流场流道由平行的凸起和沟槽组成，其中，流道高度是指凸起顶端到凹槽底的高度；所述阴、阳极单极板的中间直流场流道与空气和氢气分配流道高度不同，中间直流场流道高度为0.3-0.5mm，分配流道高度为0.4-0.7mm，中间直流场流道比空气和氢气分配流道低0.1-0.2mm，空气和氢气分配流道的导流岛的上平面与中间直流场流道凸起的上平面处于同一个平面上，空气和氢气分配流道支撑点的下平面与中间直流场流道沟槽的下平面不在同一个平面上，支撑点的下平面比中间直流场流道沟槽的下平面低0.1-0.2mm。

作为优选，所述导流岛的形状是长方形、方形、圆形、椭圆形、梯形、三角形和梭形中的一种，所述形状中长宽不相等形状的导流岛的长度方向与气流方向一致排列。

作为优选，所述导流岛形状的底平面的最长两点间的长度为2.0-4.0mm，最宽两点间的宽度为0.8-1.5mm，高度为0.2-0.4mm。