[发明专利]一种复合双极板的燃料电池结构及燃料电池堆

说明书

本发明公开了一种复合双极板的燃料电池结构及燃料电池堆。该电池结构依次包括：第一石墨板、金属片、第二石墨板、氧气扩散层、膜电极组件以及氢气扩散层；其中，第一石墨板与氢气扩散层相对的一侧设有多个作为流道的凹槽，凹槽为氢气流道；第二石墨板两侧面上均设有多个作为流道的凹槽，紧贴金属片的一侧凹槽为冷却液流道，紧贴氧气扩散层的一侧凹槽为氧气流道；金属片的截面积大于第一石墨板的截面积；膜电极组件包括阳极、质子交换膜和阴极。本发明的电池结构尺寸小、重量轻且制造成本低。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，更具体地涉及一种复合双极板的燃料电池结构及燃料电池堆。

背景技术

燃料电池，能以较高的效率将氢气与氧气(通常是空气中的氧气)直接转化为电能，反应副产品是纯水。因此具有节能、环保等优点。

传统的水冷燃料电池堆存在燃料电池体积庞大、重量较重、成本较高的缺点，此缺点也制约了水冷燃料电池的推广使用。

因此，本领域急需开发新的体积小重量轻成本低的燃料电池结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种体积小重量轻且成本低的燃料电池结构和燃料电池堆。

在本发明的第一方面，本发明提供了一种复合双极板的燃料电池结构。所述结构依次包括：第一石墨板、金属片、第二石墨板、氧气扩散层、膜电极组件以及氢气扩散层；

其中，所述第一石墨板与所述氢气扩散层相对的一侧设有多个作为流道的凹槽，所述凹槽为氢气流道；

所述第二石墨板两侧面上均设有多个作为流道的凹槽，紧贴所述金属片的一侧凹槽为冷却液流道，紧贴所述氧气扩散层的一侧凹槽为氧气流道；

所述金属片的截面积大于所述第一石墨板的截面积；

所述膜电极组件包括阳极、质子交换膜和阴极。

所述第一石墨板的厚度为d1，d1满足：0.3mm≤d1≤0.8mm。

所述第二石墨板的厚度为d2，d2满足：1.2mm≤d2≤2.4mm。

所述金属片的厚度为d3,d3满足：0.05mm≤d3≤0.3mm。

优选地，所述第一石墨板的截面积小于所述第二石墨板的截面积。

优选地，所述氧气扩散层、膜电极组件以及氢气扩散层外设有密封条。

优选地，所述第一石墨板外设有密封条。

优选地，所述密封条为密封胶条。

优选地，所述密封条上还设有密封筋。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种燃料电池堆。所述燃料电池堆由M个如本发明第一方面所述的燃料电池结构串联叠加而成；其中，M为大于等于2的正整数。

优选地，M为6≤M≤300，相应的燃料电池堆的电压为5.4～270V。

优选地，各个所述燃料电池结构之间通过密封胶条粘合密封。

在另一优选例中，所述电池堆还设有紧固件，用于固定所述燃料电池结构。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为本发明的一种典型的复合双极板燃料电池结构示意图；

图2为本发明的一种燃料电池堆结构示意图。