[发明专利]一种燃料电池双极板及其组成的电堆

说明书

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池双极板及其组成的电堆，包括支撑板(1)和导电板(2)，所述导电板分为反应区域和延伸区域(3)，所述支撑板两边设有燃料进出孔、氧化剂进出孔和冷却剂进出孔，所述支撑板一面设有冷却剂流道，另一面设有一个等深的下凹区域(4)，所述导电板的反应区域与所述下凹区域(4)等体积，所述下凹区域只设有一个开口，所述下凹区域的开口设在支撑板横向侧边或纵向侧边，所述导电板的反应区域嵌入该下凹区域与支撑板连接，所述导电板的延伸区域暴露在支撑板之外。与现有技术相比，本发明优点在于，整个电堆可以采用先串联后并联或者全部并联方式，任意一个燃料电池单元损坏，不会对整个电堆的输出电压造成影响，极大的提高了燃料电池堆的可靠性和耐久性。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体地说是一种燃料电池双极板及其组成的电堆。

背景技术

燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。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。

传统双极板一般采用的是石墨板、金属板或者复合双极板，这些双极板都有个共同的缺点，即制作工艺负责，成本高，重量重。

由于在电堆中一组双极板加MEA组成一个单池单元，将一个个电池单元串联以组成燃料电池堆，因此电堆的电流输出为串联形式，即总电压V＝V₁+V₂+……Vn。一旦任意电池单元损坏，均会影响整个电堆的电压输出。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电堆输出电压恒定，低成本的燃料电池双极板及其组成的燃料电池电堆。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种燃料电池双极板，其特征在于，包括支撑板和导电板，所述导电板分为反应区域和延伸区域，所述支撑板两边设有燃料进出孔、氧化剂进出孔和冷却剂进出孔，所述支撑板一面设有冷却剂流道，另一面连接导电板的反应区域，所述导电板的延伸区域暴露在支撑板之外。

所述导电板为整体板块状或网状。

所述导电板的延伸区域进行了提高其强度、厚度和/或导电性能的表面处理。所述表面处理为常规的表面处理。包括对延伸区域进行表面镀银处理，或在延伸区域表面焊接一层锡层等等。

所述导电板的反应区域的面积小于或等于支撑板的面积。

所述支撑板上设有一个下凹区域，所述导电板的反应区域与所述下凹区域等体积，所述下凹区域只设有一个开口，所述下凹区域的开口设在支撑板横向侧边或纵向侧边，所述导电板的反应区域嵌入该下凹区域与支撑板连接。

所述支撑板还可以两面均设有等深的下凹区域，所述两个下凹区域位置相对，所述支撑板板体一面的下凹区域设有向下凹陷的冷却剂流道。

所述下凹区域的开口设在支撑板横向侧边，所述支撑板上的燃料进出孔或氧化剂进出孔，与下凹区域之间连接有流道，所述导电板上设有气体反应流道，所述流道与所述气体反应流道连接。