[发明专利]一种燃料电池

说明书

本发明涉及一种燃料电池，至少包括膜电极和金属双极板，金属双极板由单层金属薄板冲压形成的阴极板(1)和阳极板(3)，其特征在于，所述阴极板和阳极板的背靠背紧贴组装，所述阴极板和阳极板的周边由于凸脊和凹槽的设计形成导流场周边的边框空腔结构，所述边框状空腔的厚度与所述冷却液流道(17)的厚度相同。本发明通过边框空腔厚度相等的设置，消除了燃料电池在组装时就由于厚度差导致装配不平的缺陷。

本发明是申请日为2018年12月29日，申请名称为一种燃料电池金属双极板，申请号为201811639845.X，申请类型为发明的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池。

背景技术

燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。燃料电池通常由多个电池单元构成，每个电池单元包括两个电极(阳极和阴极)，该两个电极被电解质元件隔开，并且彼此串联地组装，形成燃料电池堆。通过给每个电极供给适当的反应物，即给一个电极供给燃料而另一个供给氧化剂，实现电化学反应，从而在电极之间形成电位差，并且因此产生电能。

为了给每个电极供给反应物，使用通常称为“双极板”并且设置在每个单个电池的两侧的特定界面元件。这些双极板通常是邻近阳极或阴极支撑体放置的单个元件的形式。双极板是燃料电池组的重要元件。燃料电池堆在运行过程中，双极板执行如下功能以维持燃料电池堆的最佳工作状态以及使用寿命：(1)电池导电体，极板两侧分别形成阴极阳极，将一个个电池单元串联以组成燃料电池堆；(2)通过流道向电极提供反应气(传质)；(3)协调水与热的管理，防止冷却介质及反应气体外漏；(4)向膜电极组件(MEA) 提供结构强度支持。

金属双极板由两块厚度为0.07mm～0.7mm的冲压成型的阴阳极单板经焊接或粘结而成。阴极单板有氢气、空气、冷却液出入口，凹槽型氧气流道；阳极单板有氢气、空气、冷却液出入口，凹槽型氢气流道；由于单板很薄，采用激光焊接时，需要将两个单板严格重叠压合，由于单板上设有很多的槽和孔，导致压合难度大，焊接难度更大，很容易受到冲压成型和焊接的残余应力的影响，造成翘曲变行，降低双极板的平整度；采用粘结方式，对黏胶的要求很高，因为燃料电池在运行过程中会有一定的温度，而金属板在热胀冷缩的过程中，普通的黏胶容易断裂。

这些会产生以下问题：1)膜电极与双极板的接触电阻，2)表面镀膜的机械稳定，进而影响电堆的性能与寿命。尤其是大面积双极板，在后续的工艺中，例如表面处理，组装，若双极板的强度不够，同样容易扭曲变形。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种接触电阻小、导电良好、加工方便、组装容易的燃料电池金属双极板。