[发明专利]适用于燃料电池电堆的透气双极板、燃料电池电堆

说明书

本发明提供了一种适用于燃料电池电堆的透气双极板、燃料电池电堆，包括：阳极板、阴极流场板和阴极基板；所述阴极基板设置于所述阳极板与所述阴极流场板之间；所述阴极流场板的一侧设置有多个向外突起的脊，所述脊上开设有多个开口，两两相邻的脊之间构成流道，所述阴极流场板另一侧与脊对应的位置向内凹陷，构成脊下空间；所述阴极基板设置于所述阴极流场板的脊下空间所在侧。本发明提出的透气双极板可有效提升膜电极阴极对应流道脊部处的氧气浓度，从而相比传统双极板，增强了阴极气体的传质，提高燃料电池平均电流密度，提高燃料电池发电性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体地，涉及一种透气双极板、燃料电池电堆，尤其是一种适用于燃料电池电堆的透气双极板、燃料电池电堆。

背景技术

燃料电池是一种能够将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的发电装置。由于氢燃料电池单节电池的电压很低，因此为满足一定功率及电压要求，在实际应用中往往需要将多节电池串联在一起形成燃料电池电堆。燃料电池电堆结构包括端板、集流板、双极板、膜电极、密封件等。每节单电池的性能都会影响到整个电堆的总体性能。

专利文献CN107946605A公开了一种双极板流道制造工艺及双极板流道，双极板是由两块极板组合而成的结构，在燃料电池电堆中，两个极板夹一个膜电极构成单电池，多个单电池串联成电堆。双极板具有以下功能：一是串联电池，二是隔离相邻电池中的气体，三是作为电堆的结构支撑，四是传递热量，五是提供一定结构的流道来保证性能。目前燃料电池金属双极板都是由一块阳极板与一块阴极板焊接而成，在燃料电池当中，极板流道的主要作用一是导电导热，二是输送反应气并排出产生的水。流道的脊与膜电极的碳纸接触，起到传导电子的作用；流道的沟输送反应气，反应气从流道的沟扩散到碳纸。为保证电池性能，极板流道的脊与碳纸的接触面要保证一定的接触面积与接触压力，否则会导致流道沟中的气体无法扩散到流道脊压在膜电极上的部分，会使燃料电池的电流密度分布不均匀，从而影响电池性能。对于目前燃料电池电堆中，因为现有的双极板流道结构，膜电极区域氧分压较低，气体扩散不均匀，从而影响电池性能的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于燃料电池电堆的透气双极板、燃料电池电堆。

根据本发明提供的一种适用于燃料电池电堆的透气双极板，包括：阳极板11、阴极流场板12和阴极基板13；

所述阴极基板13设置于所述阳极板11与所述阴极流场板12之间；

所述阴极流场板12的一侧设置有多个向外突起的脊，所述脊上开设有多个开口，两两相邻的脊之间构成流道14，所述阴极流场板12另一侧与脊对应的位置向内凹陷，构成脊下空间15；

所述阴极基板13设置于所述阴极流场板12的脊下空间15所在侧。

优选地，所述阳极板11和阴极基板13均包括位置相对应的：分流区8、流场区9、阳极歧管口2、阴极歧管口3、阳极分管口5和阴极分管口6；

所述阴极流场板12位于所述阴极基板13的流场区9内；

阳极反应气依次通过所述阳极歧管口2、阳极分管口5、分流区8后进入阳极板11的流场区9；

阴极反应气依次通过阴极歧管口3、阴极分管口6、分流区8后进入阴极基板13的流场区9的流道14和脊下空间15。

优选地，所述阴极基板13和所述阳极板11均包括位置相对应的：水歧管口4和水分管口7；

冷却介质依次通过水歧管口4、水分管口7、分流区8后进入阳极板11和阴极基板13之间的冷却介质流道。

优选地，所述阳极板11的流场区9设置有多个向外突起的第二脊，两两相邻的所述第二脊之间构成阳极气体流道。

优选地，所述阳极板11、所述阴极流场板12和所述阴极基板13固定连接在一起。