[发明专利]通道流路公用化式燃料电池分离板、燃料电池分离板组装体及燃料电池堆

说明书

本发明的一实施例提供一种通道流路公用化式燃料电池分离板、燃料电池分离板组装体及燃料电池堆。所述通道流路公用化式燃料电池分离板包括通道流路，所述通道流路连接到形成各个氢气、空气及冷却水的出入口的歧管，且使所述氢气、所述空气及所述冷却水的各个流动相互不干涉。

技术领域

本发明涉及一种通道流路公用化式燃料电池分离板、燃料电池分离板组装体及燃料电池堆，尤其，涉及由应用通道流路(Flow Field)的公用化设计的燃料电池分离板和在由于叠层的压紧状态下也不降低通道流路的性能的双重垫片式燃料电池分离板组装体构成的燃料电池堆。

背景技术

通常，燃料电池堆安装在燃料电池车辆上，并且所述燃料电池堆使氢气和氧气产生电化学反应来产生水以发电，从而产生车辆的动力。

为此，所述燃料电池堆包括由电极膜连接体(Membrane-Electrode Assembly)、气体扩散层(Gas Diffusion Layer)及分离板构成的单元电池作为主要部件。

具体而言，所述电极膜连接体位于燃料电池堆的最中心部分，且具有在聚合物电解质膜的两侧涂布催化剂层而成的形式。所述气体扩散层位于电极膜连接体的外侧部分。所述分离板堆叠在气体扩散层的外侧部分，并且形成用于空气极/氢气极的气体通道和用于冷却水的水通道的双重通道流路(Flow Field)，以便供应空气极/氢气极分离板和冷却水，从而，供应燃料并排出由反应产生的水。所述垫片以位于分离板和气体扩散层之间的方式连接到分离板。所述单元电池由一张电极膜连接体、两张气体扩散层及两张分离板构成，并且通过层叠几十到几百个单元电池来能够确保燃料电池堆所需的规模的输出功率。

尤其，在层叠几十到几百个单元电池的过程中，所述垫片对于分离板形成气密，从而，通过对于分离板的气密性能可以防止流过分离板的通道流路的氢气、空气及冷却水的泄漏。

并且，所述分隔板由空气极/氢气极分离板和用于供应冷却水的分隔板组成，且通过形成对于用于空气极/氢气极的气体通道和用于冷却水的水通道的双重通道流路(FlowField)来供应燃料并排出由反应产生的水。

发明的内容

发明要解决的问题

然而，所述分离板被分为用于气体/水通道的空气极/氢气极分离板和冷却水分离板，从而增加模具的设计和数量。

作为一例，为了开发具有一个规格的燃料电池堆，不可避免地需要开发一套空气极/氢气极分离板和一套用于冷却水的分离板即共有两套或更多的分离板模具，而这些分离板模具开发数量增加带来成本增加。

鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种通道流路公用化式燃料电池分离板和燃料电池堆，其反映了在歧管供应气体和冷却水，使得通过通道流路各个流体不会彼此干涉的结构，从而，在一个分离板上以公用化的模具和形状实现通道流路设计，从而金属分离板被制成通过公用化的通道流路具有相同的形状的一套模具，由此，与双重通道流路相比，降低成本。

而且，所述垫片通过在层叠几十到几百个单元电池的单元电池连接过程中由于分离板和电极膜连接体的压紧现象和在连接电池之后由于分离板和气体扩散层的结合的压紧现状被压缩，从而不可避免使通道流路变窄。

结果，分离板的通道流路变窄，因此，在确保气密性能的反面，引起氢气、空气及冷却水的流动性能降低。

通常，由于垫片的过渡压紧引起的通道流路缩小可以通过将额外的支撑构件位于分离板和气体扩散层之间来解决，但在这种方式由于支撑构件的插入而需要以在气体扩散层上通过支撑线的方式构成，因此，通道流路变得复杂，尤其，不可避免地造成通道流路的压力损失。

因此，需要制造没有使通道流路变窄或引起压力损失的通道流路复杂化的分离板。