[发明专利]一种具有双极板密封结构的燃料电池

说明书

本发明公开了一种具有双极板密封结构的燃料电池，包括阴极流场板，阴极流场板的一侧设置有膜电极，膜电极的一侧远离阴极流场板水平设置有阳极流场板，阳极流场板的顶端设置有空气进口，空气进口的一侧设置有燃料气体出口，燃料气体出口的一侧设置有冷却水进口，阳极流场板的底端设置有空气出口，空气出口的一侧设置有燃料气体进口，燃料气体进口的一侧设置有冷却口出口，阳极流场板前端设置有空气流场，空气流场的外侧设置有阳极密封圈，阳极流场板的两侧设置有定位孔，空气流场的一侧设置有隔板；该一种具有双极板密封结构的燃料电池通过设置膜电极，将膜电极放置阴极流场板和阳极流场板之间，可以达到提高双极板的使用寿命。

技术领域

本发明涉及双极板技术领域，具体为一种具有双极板密封结构的燃料电池。

背景技术

燃料电池是新能源电池的一种，具有工作温度低、比功率大、启动迅速等优点，已经成为新能源领域研究的热点之一。燃料电池的关键部件是双极板，双极板包括有流场的阴极板和阳极板。由于燃料电池工作时内部既有气体介质燃料气体、空气，还包括冷却介质乙二醇，为了防止介质的外漏以及互相之间的串漏，需要阴、阳极板之间进行密封。双极板是质子交换膜燃料电池的重要组成部分，起着支撑燃料电池，提供反应气、冷却剂通道的作用。就双极板本身的使用条件而言，极板本身不仅需要具有较高的导电率、耐腐蚀性和机械性能等，还需具备良好的密封性能，避免冷却水和反应气体的泄露。对于燃料电池双极板的密封，一般包含软密封和硬密封两种密封形式，对于由金属箔材冲压加工的双极板，冷却水腔可以采用硬密封的方式进行密封，如激光焊接；但对于由膨胀石墨冲压或机加工的其他材质的双极板，冷却水腔一般采用软密封的方式进行密封，如密封胶、粘接剂。

现有技术存在以下缺陷或问题：

1、双极板内部流道分配不均匀，内部气体流道设计复杂，加工难度大，降低了燃料电池使用率，减少了燃料电池双极板的使用寿命；

2、需要两个密封件来进行密封，厚度较厚，双极板容易温度变高，无法散热，影响功率密度，导致双极板损坏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种具有双极板密封结构的燃料电池，用以解决背景技术中提到的双极板内部流道分配不均匀，内部气体流道设计复杂，加工难度大，降低了燃料电池使用率，减少了燃料电池双极板的使用寿命和需要两个密封件来进行密封，厚度较厚，双极板容易温度变高，无法散热，影响功率密度，导致双极板损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有双极板密封结构的燃料电池，包括阴极流场板，所述阴极流场板的一侧设置有膜电极，所述膜电极的一侧远离阴极流场板水平设置有阳极流场板，所述阳极流场板的顶端设置有空气进口，所述空气进口的一侧设置有燃料气体出口，所述燃料气体出口的一侧设置有冷却水进口，所述阳极流场板的底端设置有空气出口，所述空气出口的一侧设置有燃料气体进口，所述燃料气体进口的一侧设置有冷却水出口，所述阳极流场板前端设置有空气流场，所述空气流场的外侧设置有阳极密封圈，所述阳极流场板的两侧设置有定位孔，所述空气流场的一侧设置有隔板，所述阴极流场板的前端设置有阴极密封圈，所述阴极密封圈的一侧设置有燃料气体流场，所述阴极流场板前端设置有冷却水流场，所述冷却水流场外壁表面设置有冷却水流道壁面。

作为本发明的优选技术方案，所述阴极流场板与阳极流场板均设置有空气进出口、燃料气体进出口和冷却水进出口，所述阴极流场板通过膜电极与阳极流场板部分区域固定连接，所述阴极流场板、膜电极和阳极流场板的数量相同。

作为本发明的优选技术方案，所述空气出口的截面面积小于空气进口截面面积，所述空气出口和空气进口的数量相同均为六组，阴极流场板与阳极流场板之间形成空气流场。

作为本发明的优选技术方案，所述燃料气体出口的截面面积小于燃料气体进口截面面积，所述燃料气体出口和燃料气体进口的数量相同均为六组，所述阴极流场板与阳极流场板之间形成燃料气体流场。