[发明专利]质子交换膜燃料电池双极板和燃料电池

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池双极板，包括层叠布置的阳极板(1)和阴极板(2)，其特征在于，所述阳极板(1)的正面设有氢气流场(10)，所述阴极板(2)的正面设有空气流场(20)，所述阳极板(1)的背面和所述阴极板(2)的背面之间设有冷却液流场(30)，其中，所述氢气流场(10)、所述空气流场(20)、以及所述冷却液流场(30)分别至少包括：位于进口端的第一点状流道区(11，21，31)和与所述第一点状流道区(11，21，31)相连通的蜿蜒流道区(12，22，32)，所述氢气流场(10)和所述空气流场(20)的流动方向相向设置并且与所述冷却液流场(30)的流动方向互成夹角设置。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于，所述氢气流场(10)的氢气进口(14)和氢气出口(15)、所述空气流场(20)的空气进口(24)和空气出口(25)分别位于相应的极板的两端，且错开布置。

3.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于，所述氢气流场(10)、所述空气流场(20)、以及所述冷却液流场(30)分别还包括位于出口端的第二点状流道区(13，23，33)，所述第二点状流道区(13，23，33)通过所述蜿蜒流道区(12，22，32)与所述第一点状流道区(11，21，31)相连通。

4.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于，所述冷却液流场(30)的进口端设置有多个冷却液进口(34)，所述冷却液流场(30)的出口端设置有多个冷却液出口(35)，所述冷却液流场(30)的第一点状流道区(31)和第二点状流道区(33)分别具有多个伸入蜿蜒流道区(32)的重叠区域(36)，多个所述重叠区域(36)分别靠近所述冷却液进口(34)和所述冷却液出口(35)布置。

5.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于，所述第一点状流道区(11，21，31)和所述第二点状流道区(13，23，33)分别构造为形成于相应的极板上的多排圆柱状凸起(4)，相邻每排的多个圆柱状凸起(4)交错布置。

6.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于，所述冷却液流场(30)的蜿蜒流道区(32)构造为由多条等间隔布置且长度不等的长条形凸起(322)形成的槽形流道(321)，所述长条形凸起(322)的高度为0.1mm-0.6mm，所述长条形凸起(322)的宽度为0.6mm-1.0mm，所述槽形流道(322)的宽度为1.0mm-1.5mm。

7.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于，所述氢气流场(10)和所述空气流场(20)的蜿蜒流道区(12，22)构造为为由多个间隔布置的波浪板(121，221)形成的锯齿状流道(122，222)，在所述波浪板(121，221)的延伸方向上相邻两个拐折点之间的距离L为2mm-3.3mm，在垂直于所述波浪板(121，221)的延伸方向上，相邻两个拐折点之间的距离H为1.2mm-1.9mm，所述波浪板(121，221)的高度为0.1mm-0.6mm。

8.根据权利要求7所述的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于，所述波浪板(121，221)的宽度与所述锯齿状流道(122，222)的宽度的比值D1为0.9-2，且对于比值D1，所述空气流场(20)大于所述氢气流场(10)。

9.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于，所述氢气流场(10)和所述空气流场(20)中，所述第一点状流道区(11，21)和所述第二点状流道区(13，23)的面积总和与所述蜿蜒流道区(12，22)的面积的比值D2为0.13-0.27，其中，对于比值D2，所述空气流场(20)大于所述氢气流场(10)。

10.一种燃料电池，其特征在于，包括权利要求1-9中所述任意一项所述的质子交换膜燃料电池双极板。