[发明专利]圆形风冷电堆及其单片电池

说明书

本发明公开一种圆形风冷电堆及其单片电池，该圆形风冷电堆的单片电池包括氢气侧流场板、膜电极、金属网片和空气侧流场板，所述氢气侧流场板、膜电极、金属网片和空气侧流场板依次层叠密封设置，所述氢气侧流场板和所述空气侧流场板均为圆形状；所述氢气侧流场板上构造有进氢口、出氢口和两个第一环形气道，两个所述第一环形气道相对设置在所述氢气侧流场板靠近所述膜电极的一侧两个所述第一环形气道分别位于所述进氢口和所述出氢口之间；所述空气侧流场板上构造有进空口、出空口和两个第二环形气道，两个所述第二环形气道相对设置在所述空气侧流场板靠近所述金属网片的一侧，两个所述第二环形气道分别位于所述进空口和所述出空口之间。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种圆形风冷电堆及其单片电池。

背景技术

圆形风冷电堆是指由多个单片电池叠加组成的电池堆，片数越多，电压越高，单片电池的面积越大，电流越大。

传统风冷型燃料电池的外形一般为矩形，其包括有氢侧流场板和氧侧流场板(一分二的双极板)，氢侧流场板用于提供氢气流动的氢气气路，氧侧流场板用于提供空气流动的空气气路，两个流场板同时有导电、传热与机械支撑的作用，其中，空气气路与氢气气路的流动方向垂直交叉。

参见图1，传统风冷型燃料电池的氢气路流场沿矩形的长边方向，而空气路流场沿矩形的短边方向。空气路流场的路径相较于氢气路流场路径较短，空气侧的热量与水分很快会被风扇带走，燃料电池的保水性和温控性较差。同时，由于氢气是由高压氢气瓶供给的，氢气的温度很低，明显低于室温，若电堆运行在比较高的一个功率下，这些刚进堆的氢气会导致前面一段的膜电极温度与后面一段的温度不一样，导致温度不均。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种圆形风冷电堆的单片电池，旨在解决上述背景技术中所提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种圆形风冷电堆的单片电池，所述圆形风冷电堆的单片电池包括氢气侧流场板、膜电极、金属网片和空气侧流场板，所述氢气侧流场板、膜电极、金属网片和空气侧流场板依次层叠密封设置，所述氢气侧流场板和所述空气侧流场板均为圆形状；

所述氢气侧流场板上构造有进氢口、出氢口和两个第一环形气道，两个所述第一环形气道相对设置在所述氢气侧流场板靠近所述膜电极的一侧两个所述第一环形气道分别位于所述进氢口和所述出氢口之间；

所述空气侧流场板上构造有进空口、出空口和两个第二环形气道，两个所述第二环形气道相对设置在所述空气侧流场板靠近所述金属网片的一侧，两个所述第二环形气道分别位于所述进空口和所述出空口之间。

优选地，所述第一环形气道为U字环形气道、Z字环形气道或S字环形气道。

优选地，所述第二环形气道包括内外间隔设置的多个分支气道，每个所述分支气道均与所述空气侧流场板同心设置。

优选地，所述空气侧流场板远离所述金属网片的一侧设置有若干散热翅片，每一所述散热翅片沿所述空气侧流场板的径向延伸。

优选地，相邻两所述散热翅片之间的距离相同。

优选地，所述圆形风冷电堆的单片电池还包括第一气体扩散层和第二气体扩散层，所述第一气体扩散层设于所述氢气侧流场板和所述膜电极之间，所述第二气体扩散层设于所述金属网片与所述膜电极之间。

优选地，所述氢气侧流场板的第一环形气道和所述空气侧流场板的第二环形气道均为密封结构。

本发明还提出一种圆形风冷电堆，该圆形风冷电堆包括前述记载的圆形风冷电堆的单片电池，所述圆形风冷电堆的单片电池包括氢气侧流场板、膜电极、金属网片和空气侧流场板，所述氢气侧流场板、膜电极、金属网片和空气侧流场板依次层叠密封设置，所述氢气侧流场板和所述空气侧流场板均为圆形状；