[发明专利]一种阴极单板、阳极单板、导流极板及含其的燃料电池

权利要求书

1.一种阴极单板，其特征在于，所述阴极单板具有中心的阴极活性区，以及位于所述阴极活性区周围的阴极公共流道入口、阴极公共流道出口、阳极公共流道入口、阳极公共流道出口、冷却剂入口和冷却剂出口；

其中，所述阴极公共流道入口和所述阴极公共流道出口分别设于所述阴极单板的左右两侧；

所述阳极公共流道入口与所述阴极公共流道出口设于同一侧、且所述阳极公共流道入口位于所述阴极公共流道出口的上方；

所述阳极公共流道出口设于所述阴极活性区的下侧；或者，所述阳极公共流道出口设于所述阴极公共流道出口的正下方；

所述阴极单板的流场结构为平行直流道结构或波纹形流道结构；

所述阴极公共流道入口的宽度不小于所述阴极活性区宽度；

所述冷却剂入口和所述冷却剂出口分别设于所述阴极单板的上下两侧；所述阴极单板上侧中，所述冷却剂入口或所述冷却剂出口的长度不小于所述阴极活性区的长度；

所述阴极公共流道入口、所述冷却剂入口和所述冷却剂出口的长度和宽度分别以所述阴极活性区的长度和宽度方向计。

2.一种阳极单板，其特征在于，所述阳极单板具有中心的阳极活性区，以及位于所述阳极活性区周围的阴极公共流道入口、阴极公共流道出口、阳极公共流道入口、阳极公共流道出口、冷却剂入口和冷却剂出口；

其中，所述阴极公共流道入口和所述阴极公共流道出口分别设于所述阳极单板的左右两侧；

所述阳极公共流道入口与所述阴极公共流道出口设于同一侧、且所述阳极公共流道入口位于所述阴极公共流道出口的上方；

所述阳极单板的流场结构为蛇形流道结构，所述阳极公共流道入口与所述蛇形流道结构衔接，所述阳极公共流道入口的宽度不小于所述蛇形流道结构的入口的宽度；

所述阳极公共流道出口设于所述阳极活性区的下侧；或者，所述阳极公共流道出口设于所述阴极公共流道出口的正下方；

所述冷却剂入口和所述冷却剂出口分别设于所述阳极单板的上下两侧。

3.一种导流极板，其特征在于，其包括如权利要求1所述的阴极单板和如权利要求2所述的阳极单板；

所述阴极单板和所述阳极单板相对设置，所述阴极单板和所述阳极单板之间的空腔形成冷却剂流场。

4.如权利要求3所述的导流极板，其特征在于，所述阴极公共流道入口的宽度与所述阴极活性区宽度的比值为(1～1.1)：1；

和/或，所述阳极公共流道入口的宽度与所述蛇形流道结构的入口的宽度的比值为(1～1.1)：1；

和/或，所述蛇形流道结构中，最后一段的流道的方向为竖直向下；

和/或，所述阴极活性区占所述阴极单板的面积百分比为54～59％；

和/或，所述阳极活性区占所述阳极单板的面积百分比为54～59％；

和/或，所述冷却剂入口或所述冷却剂出口的长度与所述阴极活性区的长度的比值为(1～1.1)：1；

和/或，所述冷却剂入口设于所述导流极板的下侧，所述冷却剂出口设于所述导流极板的上侧。

5.如权利要求3或4所述的导流极板，其特征在于，所述阴极活性区、所述阴极公共流道入口、所述阴极公共流道出口、所述阳极公共流道入口、所述阳极公共流道出口、所述冷却剂入口和所述冷却剂出口中的一种或多种为长方形；

和/或，所述导流极板无需设置分配区；

和/或，所述导流极板的材质为金属或石墨。

6.如权利要求5所述的导流极板，其特征在于，所述导流极板无需设置入口分配区；

和/或，所述导流极板无需设置出口分配区；

和/或，所述导流极板无需设置阴极入口分配区、阴极出口分配区、阳极入口分配区、阳极出口分配区、冷却剂入口分配区或冷却剂出口分配区。

7.一种膜组件，其特征在于，其包括如权利要求3～6任一项中所述的导流极板。

8.如权利要求7所述的膜组件，其特征在于，所述膜组件包括依次设置的如权利要求1所述的阴极单板、第一气体扩散层、第一催化层、质子交换膜、第二催化层、第二气体扩散层和如权利要求2所述的阳极单板。