一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板制造技术

本实用新型专利技术涉及一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板，包括金属阴极板，金属阳极板和散热片。散热片结构与金属阴极板结构相同。与现有技术相比，散热片可以在增大冷却面积的同时，阻力尽量小，增加散热量，并且不直接接触膜电极，不会影响膜电极的性能。

An Air-cooled Fuel Cell Bipolar Plate for Enhancing Heat Dissipation

The utility model relates to an air-cooled fuel cell bipolar plate for enhancing heat dissipation effect, which comprises a metal cathode plate, a metal anode plate and a radiator. The structure of radiator is the same as that of metal cathode plate. Compared with the existing technology, the heat sink can increase the cooling area, reduce the resistance as much as possible, increase the heat dissipation, and do not directly contact the membrane electrode, which will not affect the performance of the membrane electrode.

【技术实现步骤摘要】
一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板
本技术涉及一种风冷燃料电池金属双极板，特别是一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板。
技术介绍
燃料电池通常由多个电池单元构成，每个电池单元包括阳极和阴极，多个单电池串联组成燃料电池电堆，通过给阳极供应反应物，阴极供应氧化剂，实现电化学反应，从而产生电能。双极板是组成单电池的重要部分，双极板将阴极板和阳极隔开，并为反应物和氧化剂的流通提供空间，称为“流道”。双极板不但需要提供反应物的流道，还需要排出反应后生成的水与热量，避免因热量蓄积而造成燃料电池不能工作和缩短寿命。为此双极板不但有反应物流道、氧化剂流道，还要有冷却介质流道，冷却介质在流动时带走反应产生的热量。燃料电池散热消耗的功率约占燃料电池输出功率的50～60％，所以燃料电池散热效果的好坏会直接影响到燃料电池的输出功率。如图1、6所示，常规风冷燃料电池双极板由金属阴极板1和金属阳极板2组成，金属阴极板1的横截面为凹凸相间的形状，金属阴极板1的凸处内为冷却介质流道4，金属阴极板1凹处内为反应物流道5。金属阳极板2为平板，位于金属阴极板1的底部。在常规风冷燃料电池双极板散热时，通常采用风扇在金属双极板的一侧吸风，来保证燃料电池的氧气消耗和散热效果。在风量一定的情况下，散热效果主要取决于金属阴极板的面积，这样的风冷燃料电池的散热能力不高，散热性差。另外，申请号：201210592538.7的专利，虽然也增加了散热片，增大了散热面积，但是该专利有如下缺陷。(1)该专利的散热片迎着冷却介质的流动方向，增大了阻力，使电堆运行时的功率损失增大。(2)该专利的散热片立在阴、阳极板中间，增大了电堆的体积，使电堆的体积比功率降低。(3)该专利的一体化双极板结构组装困难，不利于批量生产。
技术实现思路
本技术的技术解决问题：克服现有风冷燃料电池散热性差的不足，提供一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板，增大了散热面积，能够有效提高风冷燃料电池的输出功率；并且，散热片不直接接触膜电极，不会对膜电极造成损伤。本技术技术解决方案：一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板，包括金属阳极板和金属阴极板，其特点在于：还包括散热片，所述散热片嵌入金属阴极板的冷却介质流道内。所述散热片的横截面为波纹型。所述波纹型中至少存在一个波形。所述波纹所形成的角度范围为15°-75°。所述散热片和金属阴极板的距离不小于0.2mm，间距太小，会造成过多的阻力损失。所述散热片的材料与金属阴极板相同，或者选用比金属阴极板的导热系数高、密度小的材料。本技术与现有技术相比的优点在于：(1)本技术在金属阴极板的冷却流道内侧设置散热片，增大了散热面积，更能有效减少燃料电池输出功率的损失。并且，散热片不直接接触膜电极，不会对膜电极造成损伤。(2)本技术增大了冷却介质流道的散热面积，提高了风冷燃料电池散热效率，明显的降低燃料电池堆的温度，降低燃料电池的风扇或风机用于散热的能耗，提高双极板被用于燃料电池时的散热能力。(3)本技术结构简单，将散热片固定到冷却流道内侧，不增加体积，有效的增大散热面积，有效的减少燃料电池输出功率的损失，提高了燃料电池输出功率。附图说明图1为常规风冷燃料电池双极板示意图；图2为第一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板的结构示意图；图3为第二种增强散热效果的风冷燃料电池双极板的结构示意图；图4为图2的截面图；图5为图3的截面图；图6为本技术的金属阴极板的结构示意图；图7为第一种散热片结构示意图；图8为第二种散热片结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式进一步说明对本技术。如图2、4或3、5所示，本技术包括金属阴极板1、金属阳极板2和散热片3。金属阴极板1的横截面为凹凸相间的波纹形状。金属阳极板2为平板。散热片3的横截面为波纹形，固定在金属阳极板2上，嵌入冷却介质流道4内。散热片3波纹型中的波形，至少存在一个波形。波纹所形成的角度为15°～75°，优选45°。如图3、4所示，安装时，首先将散热片3固定在金属阳极板2上，其位置对应在金属阴极板1的冷却介质流道4下方，再将金属阴极板1固定到金属阳极板2上。本技术在冷却介质流道4中设置散热片3，增大了散热面积，使冷却介质通过流道时带走更多的热量，达到更好的散热效果。实施例1：如图2、4或3、5所示，本技术包括金属阴极板1、金属阳极板2和散热片3。金属阴极板1的横截面为凹凸相间的波纹形状，凹处和凸处的横截面近似直角形。金属阳极板2为平板。散热片3的横截面为波纹形，固定在金属阳极板2上，嵌入冷却介质流道4内。如图3、4所示，安装时，首先将散热片3固定在金属阳极板2上，其位置对应在金属阴极板1的冷却介质流道4下方，再将金属阴极板1固定到金属阳极板2上。实施例2：金属阴极板1、散热片3、金属阳极板2分别通过模具成型，然后焊接在一起，形成双极板。如图2、图3所示，散热片3在金属阴极板1和金属阳极板2中间，不增加双极板体积，在冷却流道内，阻力小。双极板成型方便，有效的提高电堆的性能，并且是电堆的功率密度大幅提升。实施例3：散热片3和金属阴极板1的距离不小于0.2mm，间距太小，会造成过多的阻力损失。实施例4：散热片3的材料与金属阴极板1相同，或者选用比金属阴极板的导热系数高、密度小的材料。使用铝箔材料效果最好。实施例5：在冷燃料电池双极板的金属阴极板1的冷却介质流道4内侧设置散热片3。实施例6：将散热片固定在金属阳极板2上，散热片3位置对应在金属阴极板的冷却介质流道4下方，再将同金属阴极板1固定到金属阳极板2上。如图7所示，为第一种散热片3结构示意图。此散热片3为凹凸相间的形状，凸起形状上至少带一个波纹，有效的增大表面积。如图8所示，为第二种散热片3结构示意图。此散热片3为凹凸相间的形状，凸起形状上至少带一个波纹，有效的增大表面积。总之，本技术与现有技术相比，散热片可以在增大冷却面积的同时，阻力尽量小，增加散热量，并且不直接接触膜电极，不会影响膜电极的性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板，包括金属阳极板和金属阴极板，其特征在于：还包括散热片，所述散热片嵌入金属阴极板的冷却介质流道内。

【技术特征摘要】
1.一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板，包括金属阳极板和金属阴极板，其特征在于：还包括散热片，所述散热片嵌入金属阴极板的冷却介质流道内。2.根据权利要求1所述的一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板，其特征在于：所述散热片的横截面为波纹型。3.根据权利要求2所述的一种增强散热效果的风冷燃料电池双极板，其特征在于：所述波纹型中至少存在一个波形。4.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金，王江涛，高雷，陈玮山，谢亮锋，
申请(专利权)人：北京重理能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11