[发明专利]用于燃料电池的双极板

权利要求书

1.一种用于燃料电池的双极板，所述双极板包括：

界定阳极表面的阳极板；

界定阴极表面的阴极板；

所述阳极板与所述阴极板之间的空腔；

其中所述阴极板包括冷却剂/氧化剂分配结构，其包括用于分配所述冷却剂/氧化剂的至少一个成形部分、界定所述空腔和所述阴极表面之间的入口开口的第一穿通部分和界定在所述阴极表面与所述空腔之间延伸的所述阴极板中的出口开口的第二穿通部分，

其中所述空腔被配置来接收用于冷却所述阳极和阴极板的冷却剂/氧化剂并且也经由所述一个或多个开口将至少一部分所述冷却剂/氧化剂提供至所述阴极板的外部，

其中所述空腔在所述双极板的第一外围边缘处具有用于接收所述冷却剂/氧化剂的至少一个冷却剂/氧化剂入口，并且所述空腔在第二外围边缘处具有用于排出至少一部分所述冷却剂/氧化剂的至少一个冷却剂/氧化剂出口，并且

其中所述冷却剂/氧化剂分配结构包括多个流体流动通道，其中：

第一流体流动通道包括在所述第一流体流动通道的一个末端处的所述入口开口并且在所述第一流体流动通道的相反末端处闭合，其中所述入口开口是最接近于接收冷却剂/氧化剂的双极板的一侧的第一流体流动通道中的开口；并且

第二流体流动通道包括在所述第二流体流动通道的一个末端处的所述出口开口并且在所述第二流体流动通道的相反末端处闭合，其中所述出口开口是最远离接收冷却剂/氧化剂的双极板的一侧的第二流体流动通道中的开口，并且

所述的双极板还包括所述至少一个冷却剂/氧化剂入口与所述冷却剂/氧化剂出口之间的两个流动路径：

第一流动路径，其由所述阳极板和所述阴极板完全封闭；和

第二流动路径，其穿过所述阴极板的第一流体流动通道中的空气入口开口和所述阴极板中的第二流体流动通道中的空气出口开口以使所述冷却剂/氧化剂暴露于所述阴极板的阴极表面。

2.如权利要求1所述的双极板，其中所述冷却剂/氧化剂分配结构包括在所述入口开口与所述出口开口之间延伸的流体流动通道。

3.如权利要求1所述的双极板，其在所述阳极板与所述阴极板之间的空腔中包括空气流的一个或多个限制以便增加所述入口开口处的所述冷却剂/氧化剂的压力。

4.如权利要求3所述的双极板，其中空气流的所述一个或多个限制包括挡板。

5.如权利要求1至4中任一项所述的双极板，其中所述流体流动通道的尺寸沿着所述双极板的长度且/或横跨所述双极板的宽度而变化。

6.如权利要求1所述的双极板，其中所述成形部分抵靠所述阳极板，从而为所述阳极板与阴极板之间的空腔提供支撑。

7.如权利要求1所述的双极板，其中所述至少一个冷却剂/氧化剂入口包括所述阳极板与所述阴极板之间的空腔的开放外围边缘。

8.如权利要求1所述的双极板，其中所述至少一个冷却剂/氧化剂出口包括所述阳极板与所述阴极板之间的空腔的开放外围边缘。

9.如权利要求1所述的双极板，其中所述阴极板包括沿着它的纵向边缘延伸的阴极板波纹并且所述阳极板包括沿着它的纵向边缘延伸的阳极板波纹，其中所述阴极板波纹抵靠所述阳极板波纹，从而界定进入所述空腔的多个冷却剂/氧化剂入口和离开所述空腔的多个冷却剂/氧化剂出口。

10.如权利要求1所述的双极板，其中所述阴极板中的所述开口的尺寸沿着所述双极板的长度且/或横跨所述双极板的宽度而变化。

11.一种燃料电池板组件，其包括：

根据权利要求1所述的双极板；

阳极流体扩散层；和

包括阴极流体扩散层的层压层和构成电极的膜电极组件。

12.一种燃料电池堆叠，其包括多个如权利要求11所述的燃料电池板组件。

13.一种在燃料电池中使用双极板的方法，所述双极板包括：

界定阳极表面的阳极板；

界定阴极表面的阴极板；和

所述阳极板与所述阴极板之间的空腔；

其中所述阴极板包括冷却剂/氧化剂分配结构，其包括用于分配所述冷却剂/氧化剂的至少一个成形部分、界定所述空腔和所述阴极表面之间的入口开口的第一穿通部分和界定在所述阴极表面与所述空腔之间延伸的所述阴极板中的出口开口的第二穿通部分，

其中所述空腔被配置来接收用于冷却所述阳极和阴极板的冷却剂/氧化剂并且也经由所述入口和出口开口将至少一部分所述冷却剂/氧化剂提供至所述阴极板的外部，

其中所述空腔在所述双极板的第一外围边缘处具有用于接收所述冷却剂/氧化剂的至少一个冷却剂/氧化剂入口，并且所述空腔在第二外围边缘处具有用于排出至少一部分所述冷却剂/氧化剂的至少一个冷却剂/氧化剂出口，并且

其中所述双极板还包括：

第一流体流动通道，其包括在所述阴极板中的所述入口开口和不具有出口开口的相反封闭端；和

第二流体流动通道，其包括在所述阴极板中的所述出口开口和不具有入口开口的相反封闭端，所述方法包括：

通过所述至少一个冷却剂/氧化剂入口与所述冷却剂/氧化剂出口之间的两个流动路径提供冷却剂/氧化剂：

第一流动路径，其由所述阳极板和所述阴极板完全封闭；和

第二流动路径，其穿过阴极板中的空气入口开口、第一流体流动通道、第二流体流动通道和出口开口，以使所述冷却剂/氧化剂暴露于所述阴极板的阴极表面。