一种燃料电池用三维精细网格流场双极板与制备方法技术

本发明专利技术涉及一种燃料电池用三维精细网格流场双极板，包括基板，所述基板上设置有三维流场，所述三维流场包括多个呈网状分布的三维单元体，所述三维单元体包括脊背顶面和两个脊背侧面，所述三维单元体上设置有流动通孔，所述流动通孔设置于两个脊背侧面之间，相邻的三维单元体之间设置有间隔单元，所述间隔单元与相邻的流动通孔相连通，所述间隔单元还与其四周的间隔单元相连通。该三维流场结构能够实现燃料之间的强制对流，提高燃料的利用率，极大改善流场结构和水空间分布，提高电池输出性能及其使用寿命。用于制备该类三维复杂精细化流场的燃料电池双极板的方法，可以制备任意复杂形状的流道，工艺简单，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池用三维精细网格流场双极板与制备方法
本专利技术涉及质子交换膜燃料电池双极板，特别涉及一种燃料电池用三维精细网格流场双极板与制备方法。
技术介绍
清洁能源一直是国际新能研究热点。氢能作为一种可再生能源成为能源领域的研究重点。其中，质子交换膜燃料电池(PEMFC)是以氢为燃料，将化学能转化为电能且只排出水的绿色发电装置。由于其能量转换效率高、响应快、寿命长、零污染等突出特点，是应用于新能源汽车领域最具前景的清洁动力源。双极板作为燃料电池的关键核心部件，其成本占总成本的40%，质量占到总质量的80%。双极板起到引导反应物流动及将其均匀分配至反应区域，并具有良好的导电、导热等重要作用。合理的流场结构设计能够改善反应气的流动特性，利于产物水的排出而改善电池“水淹”情况，促进反应气在反应区域的浓度均匀分布。从而提高电池内部的反应效率，有效提高电池性能。受到传统加工工艺的限制，现有双极板流场结构以传统二维流场为主，如：蛇形流场、平行流场、交指型流场等。并且这些流场容易出现由压降过大或过小引起的水淹及反应物浓度损失等不良现象，严重影响了电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池用三维精细网格流场双极板，包括基板、安装定位孔和燃料进出气口，其特征在于：所述基板上设置有三维流场，所述三维流场包括多个呈网状分布的三维单元体和流道底板，所述三维单元体包括脊背顶面和两个脊背侧面，所述三维单元体上设置有流动通孔，所述流动通孔设置于两个脊背侧面之间，相邻的三维单元体之间设置有间隔单元，所述间隔单元与相邻的流动通孔相连通，所述间隔单元还与其四周的间隔单元相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用三维精细网格流场双极板，包括基板、安装定位孔和燃料进出气口，其特征在于：所述基板上设置有三维流场，所述三维流场包括多个呈网状分布的三维单元体和流道底板，所述三维单元体包括脊背顶面和两个脊背侧面，所述三维单元体上设置有流动通孔，所述流动通孔设置于两个脊背侧面之间，相邻的三维单元体之间设置有间隔单元，所述间隔单元与相邻的流动通孔相连通，所述间隔单元还与其四周的间隔单元相连通。


2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用三维精细网格流场双极板，其特征在于：所述脊背侧面包括脊背垂面和脊背斜面，所述脊背垂面一端与所述脊背斜面相连，另一端与所述脊背顶面相连，所述脊背斜面底端与流道底板相连，所述脊背斜面与流道底板存在倾斜夹角。


3.根据权利要求2所述的一种燃料电池用三维精细网格流场双极板，其特征在于：所述脊背斜面与流道底板之间的倾斜角度为30°-60°。


4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用三维精细网格流场双极板，其特征在于：所述三维流场四周设置有密封圈，所述密封圈设置于所述基板上。


5.根据权利要求4所述的一种燃料电池用三维精细网格流场双极板，其特征在于：所述基板对应所述流动通孔方向的两端设置有与燃料进出气口相连通的燃料进出气通道，所述燃料进出气通道从所述密封圈下方进入三维流场并与流动通孔、间隔单元相连通。


6.根据权利要求5所述的一种燃料电池用三维精细网格流场双极板，其特征在于：所述燃料进出气通道与所述流道底板的接触面呈圆弧形。


7.一种用于制备如权利要求1至6中任意一项所述的燃料电池用三维精细网格流场双极板的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤，步骤1，模型构建，采用三维软件进行三维复杂精细化流场的建模，完成三维复杂精细化流场的3D建模，步骤2进行实体分层处理，再导入加工设备系统等待加工；步骤3，将成形室成形平台进行预热，通入惰性气氛，并检测氧气含量，设置每层铺粉厚度；步骤4，采用分层快速扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，陈宗汪，黄鹏奕，王逸翔，陈益丰，潘晓铭，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33