一种用于测试燃料电池的单电池制造技术

本发明专利技术提供一种用于测试燃料电池的单电池，其包括：空气侧双极板、氢气侧双极板以及设置于二者之间的膜电极；空气侧双极板在其第一侧面上设置空气流道、且第一侧面与膜电极的第一表面贴合设置，氢气侧双极板也在其第三侧面上设置氢气流道、且第三侧面与膜电极的第二表面贴合设置；且空气侧双极板能够进行更换、不同的空气侧双极板上的空气流道的结构不相同，氢气侧双极板也能够进行更换、且不同的氢气侧双极板上的氢气流道的结构不相同，且膜电极也能进行更换。通过本发明专利技术能灵活的更换不同种类的膜电极试样和双极板试样，实现一套单电池测试系统对多种膜及双极板的性能测试，测试范围和适用范围大大增加，且效率高、成本低廉。

A Single Battery for Fuel Cell Testing

The invention provides a single battery for testing fuel cell, which includes: air side bipolar plate, hydrogen side bipolar plate and membrane electrode arranged between them; air side bipolar plate is provided with air flow channel on its first side, and the first side is fitted with the first surface of membrane electrode; hydrogen side bipolar plate is also provided with hydrogen flow channel on its third side and the third side. The air side bipolar plate can be replaced with the second surface of the membrane electrode, and the structure of the air passage on the different air side bipolar plates is different. The hydrogen side bipolar plates can also be replaced, and the structure of the hydrogen passage on the different hydrogen side bipolar plates is different, and the membrane electrode can also be replaced. The invention can flexibly replace different kinds of membrane electrode samples and bipolar plate samples, and realize a single battery test system to test the performance of various membranes and bipolar plates. The test range and application range are greatly increased, and the efficiency is high and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种用于测试燃料电池的单电池
本专利技术属于电池
，具体涉及一种用于测试燃料电池的单电池。
技术介绍
燃料电池是一项非常有前景的能源技术，与现有的传统能量转化技术相比，燃料电池具有许多优点，包括更高的能量转化效率、污染物零排放、无运动部件工作安静等。燃料电池有多种类型，本专利技术聚焦在质子交换膜燃料电池(PEMFC)领域。质子交换膜燃料电池结构示意图如图1所示。在质子交换膜燃料电池中，膜电极和双极板是最核心的两个部件。氢气、氧气分别在膜电极上的阳极和阴极上，在催化剂的作用下发生反应，产生电流；而双极板为电堆起结构支撑，为参与反应的氢气、空气及冷却电堆的冷却液三种介质提供流通通道，又将三种介质隔离开，同时还起着导电作用，将各个单电池串联成一个整堆。可以说，膜电极和双极板性能的优劣直接决定了燃料电池的性能表现。对于膜电极而言，膜自身材料和催化剂涂氟工艺会对膜电极的性能有较大影响；对于双极板而言，无论是石墨双极板、金属双极板或是复合材料双极板，氢气、氧气及冷却液流道的设计是影响燃料电池发电性能的重要因素。膜电极和双极板的对燃料电池而言如此重要，故燃料电池设计之初，就必须对将要应用的膜电极和双极板性能有必要的测试和较为全面的了解。由于膜电极和双极板的制作工艺复杂，成本高昂，一般不会制作出完整的膜电极或是双极板来进行测试，而是采用具有所使用膜或双极板关键特性的、尺寸较小的样品，在单电池上进行模拟测试，已到达提高测试效率，降低测试成本的效果。由于现有技术中的用于测试燃料电池的单电池通常只能针对不同的膜电极进行测试(双极板保持不更换)，而无法针对双极板进行测试从而导致无法针对多种膜及双极板的性能测试、测试范围和适用范围较窄，且测试过程中存在大量热量而无法散发出去、冷却效果差等技术问题，因此本专利技术研究设计出一种用于测试燃料电池的单电池。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的用于测试燃料电池的单电池通常只能针对不同的膜电极进行测试而导致测试范围和适用范围较窄的缺陷，从而提供一种用于测试燃料电池的单电池。本专利技术提供一种用于测试燃料电池的单电池，其包括：空气侧双极板、氢气侧双极板以及设置于所述空气侧双极板和所述氢气侧双极板之间的膜电极；所述空气侧双极板在其第一侧面上设置空气流道、且所述第一侧面与所述膜电极的第一表面贴合设置，所述氢气侧双极板也在其第三侧面上设置氢气流道、且所述第三侧面与所述膜电极的第二表面贴合设置，且所述第一表面与所述第二表面相背；且所述空气侧双极板能够进行更换、不同的空气侧双极板上的空气流道的结构不相同，所述氢气侧双极板也能够进行更换、且不同的氢气侧双极板上的氢气流道的结构不相同，且所述膜电极3也能进行更换。优选地，所述空气侧双极板还包括与所述第一侧面相背的第二侧面，且以贯穿所述第一侧面和所述第二侧面的方式形成有第一空气进口和第一空气出口，所述第一空气进口和所述第一空气出口分别位于所述空气流道的两端、且分别与所述空气流道相连通。优选地，在所述空气侧双极板的所述第二侧面上还设置有冷却板，所述冷却板包括与所述空气侧双极板相对的第五侧面，且在所述第五侧面上设置有冷却液流道，且所述冷却板还包括与所述第五侧面相背设置的第六侧面、以及包括以贯穿所述第五侧面和所述第六侧面的方式形成的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和所述冷却液出口分别与所述冷却液流道连通。优选地，所述冷却板上还包括以贯穿所述第五侧面和所述第六侧面的方式形成的第二空气进口和第二空气出口，且所述第二空气进口与所述第一空气进口连通、所述第二空气出口与所述第二空气进口连通。优选地，所述冷却板的所述第六侧面上还设置有第一采电板接触凹坑，所述单电池还包括电连接的第一采电柱和第一采电板，所述第一采电板能够设置于所述第一采电板接触凹坑中。优选地，还包括设置于所述冷却板上端的上压板，所述上压板与所述冷却板压贴配合；还包括设置于所述氢气侧双极板下端的下压板，所述下压板与所述氢气侧双极板压贴配合。优选地，所述空气侧双极板、所述氢气侧双极板和所述冷却板均为石墨板；所述上压板和所述下压板采用绝缘材料制作。优选地，所述氢气侧双极板还包括与所述第三侧面相背的第四侧面，且以贯穿所述第三侧面和所述第四侧面的方式形成有氢气进口和氢气出口，所述氢气进口和所述氢气出口分别位于所述氢气流道的两端、且分别与所述氢气流道相连通。优选地，在所述氢气侧双极板的所述第四侧面上还设置有第二采电板接触凹坑，所述单电池还包括电连接的第二采电柱和第二采电板，所述第二采电板能够设置于所述第二采电板接触凹坑中。优选地，所述空气侧双极板与所述膜电极之间还设置有第一碳纸，在所述氢气侧双极板和所述膜电极之间还设置有第二碳纸，且所述单电池还包括膜电极密封垫，所述膜电极密封垫压在所述第一碳纸和所述第二碳纸的封边处。本专利技术提供的一种用于测试燃料电池的单电池具有如下有益效果：本专利技术通过设置空气侧双极板、氢气侧双极板以及在二者之间的膜电极，并且通过在空气侧双极板的第一侧面上设置的空气通道以及第一侧面与膜电极第一表面贴合设置，能够有效地将空气通入至膜电极处，并且通过在氢气侧双极板的第三侧面上设置的氢气通道以及第三侧面与膜电极第一表面贴合设置，能够有效地将氢气通入至膜电极处，并使得氢气和氧气能够在膜电极处发生反应而产生电流，并且空气侧双极板能根据实际不同的双极板空气侧流道而做成多个不同的单侧具有空气流道的结构、能针对不同的空气流道进行更换测试，形成对不同空气流道的双极板进行测试，同时氢气侧双极板能根据实际不同的双极板氢气侧流道而做成多个不同的单侧具有氢气流道的结构、能针对不同的氢气流道进行更换测试，形成对不同氢气流道的双极板，使得本专利技术的用于测试燃料电池的单电池能灵活的更换不同种类的膜电极试样和双极板试样，实现一套单电池测试系统对多种膜及双极板的性能测试，测试范围和适用范围大大增加，且效率高、成本低廉。附图说明图1是本专利技术的用于测试燃料电池的单电池的整体结构图；图2是本专利技术的用于测试燃料电池的单电池的内部剖视结构图；图3是本专利技术的用于测试燃料电池的单电池中的空气侧双极板的第一侧面的结构示意图；图4是本专利技术的用于测试燃料电池的单电池中的空气侧双极板与冷却板相结合的内部剖视结构示意图；图5是本专利技术的用于测试燃料电池的单电池中的冷却板的第五侧面的结构示意图；图6是本专利技术的用于测试燃料电池的单电池中的冷却板的第六侧面的结构示意图；图7是本专利技术的单电池中的第一采电柱和第一采电板的结构示意图；图8是本专利技术的单电池中的氢气侧双极板的第三侧面的结构示意图；图9是本专利技术的单电池中的氢气侧双极板的第四侧面的结构示意图。图中附图标记表示为：1、空气侧双极板；11、第一侧面；12、第二侧面；13、空气流道；14、第一空气进口；15、第一空气出口；2、氢气侧双极板；21、第三侧面；22、第四侧面；23、氢气流道；24、氢气进口；25、氢气出口；26、第二采电板接触凹坑；3、膜电极；4、冷却板；41、第五侧面；42、第六侧面；43、冷却液流道；44、冷却液进口；45、冷却液出口；46、第二空气进口；47、第二空气出口；48、第一采电板接触凹坑；51、第一采电柱；52、第二采电柱；61、第一采电板；62、第二采电板；7、上压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试燃料电池的单电池，其特征在于：包括：空气侧双极板(1)、氢气侧双极板(2)以及设置于所述空气侧双极板(1)和所述氢气侧双极板(2)之间的膜电极(3)；所述空气侧双极板(1)在其第一侧面(11)上设置空气流道(13)、且所述第一侧面(11)与所述膜电极(3)的第一表面贴合设置，所述氢气侧双极板(2)也在其第三侧面(21)上设置氢气流道(23)、且所述第三侧面(21)与所述膜电极(3)的第二表面贴合设置，且所述第一表面与所述第二表面相背；且所述空气侧双极板(1)能够进行更换、不同的空气侧双极板(1)上的空气流道(13)的结构不相同，所述氢气侧双极板(2)也能够进行更换、且不同的氢气侧双极板(2)上的氢气流道(23)的结构不相同，且所述膜电极(3)也能进行更换。

【技术特征摘要】
1.一种用于测试燃料电池的单电池，其特征在于：包括：空气侧双极板(1)、氢气侧双极板(2)以及设置于所述空气侧双极板(1)和所述氢气侧双极板(2)之间的膜电极(3)；所述空气侧双极板(1)在其第一侧面(11)上设置空气流道(13)、且所述第一侧面(11)与所述膜电极(3)的第一表面贴合设置，所述氢气侧双极板(2)也在其第三侧面(21)上设置氢气流道(23)、且所述第三侧面(21)与所述膜电极(3)的第二表面贴合设置，且所述第一表面与所述第二表面相背；且所述空气侧双极板(1)能够进行更换、不同的空气侧双极板(1)上的空气流道(13)的结构不相同，所述氢气侧双极板(2)也能够进行更换、且不同的氢气侧双极板(2)上的氢气流道(23)的结构不相同，且所述膜电极(3)也能进行更换。2.根据权利要求1所述的用于测试燃料电池的单电池，其特征在于：所述空气侧双极板(1)还包括与所述第一侧面(11)相背的第二侧面(12)，且以贯穿所述第一侧面(11)和所述第二侧面(12)的方式形成有第一空气进口(14)和第一空气出口(15)，所述第一空气进口(14)和所述第一空气出口(15)分别位于所述空气流道(13)的两端、且分别与所述空气流道(13)相连通。3.根据权利要求2所述的用于测试燃料电池的单电池，其特征在于：在所述空气侧双极板(1)的所述第二侧面(12)上还设置有冷却板(4)，所述冷却板(4)包括与所述空气侧双极板(1)相对的第五侧面(41)，且在所述第五侧面(41)上设置有冷却液流道(43)，且所述冷却板(4)还包括与所述第五侧面(41)相背设置的第六侧面(42)、以及包括以贯穿所述第五侧面(41)和所述第六侧面(42)的方式形成的冷却液进口(44)和冷却液出口(45)，所述冷却液进口(44)和所述冷却液出口(45)分别与所述冷却液流道(43)连通。4.根据权利要求3所述的用于测试燃料电池的单电池，其特征在于：所述冷却板(4)上还包括以贯穿所述第五侧面(41)和所述第六侧面(42)的方式形成的第二空气进口(46)和第二空气出口(47)，且所述第二空气进口(46...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈润，王海峰，袁蕴超，冯翌，祝传贺，
申请(专利权)人：浙江锋源氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33