[发明专利]燃料电池极板、燃料单电池和燃料电池堆

说明书

本发明的实施例公开了一种燃料电池极板、燃料单电池和燃料电池堆。所述燃料电池极板包括开设有燃料气进口和燃料气出口的反应区。所述燃料单电池包括阳极板、阴极板和膜电极组件。阳极板包括阳极反应区，阳极反应区上开设第一燃料气进口和第一燃料气出口。阴极板与阳极板相对布置且包括阴极反应区，阴极反应区上开设有第二燃料气进口和第二燃料气出口。膜电极组件夹设在阳极板和阴极板之间，膜电极组件上设有与第一燃料气进口和第二燃料气进口中的每一者相对且连通的第三燃料气进口以及与第一燃料气出口和第二燃料气出口中的每一者相对且连通的第三燃料气出口。本发明的燃料单电池结构精简、体积小、重量轻、发电效率高。

技术领域

本发明涉及燃料电池制造技术领域，尤其是涉及一种燃料电池极板、燃料单电池和具有该燃料单电池的燃料电池堆。

背景技术

燃料电池尤其氢燃料电池主要用于新能源汽车系列的燃料电池动力汽车、新能源燃料电池动力机车、飞行器、家庭用分散电源等领域。燃料电池通常是由多个燃料单电池层叠而成的层叠体构成。燃料单电池一般包括发电体和隔板，发电体包含电解质膜和配置在电解质膜两面上的电极催化层。在燃料电池组中，层叠体的两端依次层叠集电板、绝缘板、端板，并使用连结装置将分别处于层叠体两侧的一对端板连结，使其保持层叠状态。

燃料单电池需具有燃料气体流路、氧化气体流路及冷却剂流路。其中燃料气体流路需具有密封特性。相关技术中的燃料电池存在体积大、重量大的缺点，不利于燃料电池的小型化与轻型化。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种燃料电池极板，该燃料电池极板结构精简、体积小、重量轻。根据本发明的实施例还提出了一种燃料单电池，该燃料单电池结构精简、体积小、重量轻。根据本发明的实施例还提出了一种燃料电池堆，该燃料电池堆体积小、重量轻。

根据本发明一方面的实施例的燃料电池极板包括反应区，所述反应区上开设有沿所述燃料电池极板的厚度方向贯通所述燃料电池极板的燃料气进口和燃料气出口，所述燃料气进口和所述燃料气出口间隔布置。

根据本发明另一方面的实施例的燃料单电池包括：阳极板，所述阳极板包括阳极反应区，所述阳极反应区上开设有沿所述阳极板的厚度方向贯通所述阳极板的第一燃料气进口和第一燃料气出口，所述第一燃料气进口和第一燃料气出口间隔布置；阴极板，所述阴极板与所述阳极板相对布置且包括阴极反应区，所述阴极反应区上开设有沿所述阳极板的厚度方向贯通所述阴极板的第二燃料气进口和第二燃料气出口，所述第二燃料气进口和第二燃料气出口间隔布置；膜电极组件，所述膜电极组件夹设在所述阳极板和所述阴极板之间，所述膜电极组件上设有沿所述阳极板的厚度方向贯通所述膜电极组件的第三燃料气进口和第三燃料气出口，所述第三燃料气进口在所述阳极板的厚度方向上与所述第一燃料气进口和所述第二燃料气进口中的每一者相对且连通，所述第三燃料气出口在所述阳极板的厚度方向上与所述第一燃料气出口和所述第二燃料气出口中的每一者相对且连通。

根据本发明的上述实施例的燃料单电池，通过将燃料气进口和燃料气出口均设置在阳极板(阴极板)的阳极反应区(阴极反应区)内以实现燃料气的进出。与相关技术中在独立于阳极反应区(阴极反应区)的单独歧管区(配流区)上开设燃料气进口和燃料气出口的技术方案相比，本发明实施例的燃料单电池无需另外开辟歧管区，精简了燃料单电池的结构，使得燃料单电池的体积和重量得以减小。或者，在燃料单电池体积相同的情况下，本发明的燃料单电池与相关技术中的燃料单电池相比，活性面积(反应面积)的占比更大，从而使得本发明的燃料单电池的发电效率更高。这里需要说明的是，活性面积是阳极反应区/阴极反应区的参与阳极反应/阴极反应的面积为活性面积(反应面积)。