一种燃料电池制造技术

本申请提供一种燃料电池，其包括双极板、外集板、内集板、连接集板以及两个以上流体通道，所述双极板为一柱状，且径向横截面为螺旋形；所述连接集板为一柱状，且径向横截面为螺旋形，所述连接集板的表面与所述双极板的表面对应贴合；所述外集板位于所述双极板的外部，并连接至所述连接集板的一端；所述内集板位于所述双极板的内部，并连接至所述连接集板的另一端；每一所述流体通道包括第一流体端及第二流体端；其中，所述第一流体端与所述第二流体端分别连通至所述双极板的内外侧，以解决双极板堆叠式的装配方式和流体分配区域的设计方式，降低双极板面积有效利用率，减小电化学反应空间的技术问题。应空间的技术问题。应空间的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及一种燃料电池。

技术介绍

[0002]燃料电池包含两个由电解质分隔开的电极(阳极和阴极)，燃料 (例如氢气、任何含有氢气的气体混合物或甲醇、乙醇和其它短链醇)供应到阳极中，而氧化剂(例如纯氧气或空气)供应到阴极中，通过电化学反应来产生电能。
[0003]双极板是燃料电池的一种核心零部件，主要作用为支撑膜电极、提供氢气、氧气和冷却液流体通道并分隔氢气和氧气、收集电子、传导热量。燃料电池中的双极板设计有流体运输腔口、流体分配区及电化学反应区，其中，流体运输腔口与流体分配区均位于极板两端，并占据一定面积，但是双极板中只有反应区为电化学反应提供反应空间。
[0004]现有燃料电池结构普遍采用堆叠双极板的装配方式，因此双极板的尺寸、数目与反应区面积占比等因素决定了燃料电池的有效电化学反应体积。堆叠式的装配方式和流体分配区域的设计方式，占据了燃料电池一定的空间，降低双极板面积有效利用率，同时也减小了电化学反应空间。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种燃料电池，以解决双极板堆叠式的装配方式和流体分配区域的设计方式，降低双极板面积有效利用率，减小电化学反应空间的技术问题。
[0006]本申请提供一种燃料电池，包括双极板、外集板、内集板、连接集板、两个以上流体通道以及固定模块，所述双极板为一柱状，且径向横截面为螺旋形；所述连接集板为一柱状，且径向横截面为螺旋形，所述连接集板的表面与所述双极板的表面对应贴合；所述外集板位于所述双极板的外部，并连接至所述连接集板的一端；所述内集板位于所述双极板的内部，并连接至所述连接集板的另一端；每一所述流体通道包括第一流体端及第二流体端；其中，所述第一流体端与所述第二流体端分别连通至所述双极板的内外侧，所述固定模块包括第一固定件以及第二固定件，第一固定件抵接至所述内集板的内侧壁；第二固定件抵接至所述外集板的外侧壁；其中，所述第一固定件与所述第二固定件分别挤压所述内集板与所述外集板，使得所述连接集板的两端分别连接至所述内集板与所述外集板；所述内集板包括两个以上第一槽体，所述第一槽体沿所述内集板的周向分布，并沿所述内集板的轴向开设；所述第一固定件包括两个以上第二槽体，所述第二槽体与所述第一槽体对应分布；所述第一流体端依次穿过所述第二槽体与所述第一槽体，并连通至所述双极板的内侧壁。
[0007]可选的，每一所述第一流体端包括第一管道以及第一流道，所述第一管道设置于所述内集板的内部；所述第一流道为平面状或曲面状；所述第一流道的一端连通至所述第一管道的侧壁，其另一端相切式连通至所述双极板。
[0008]可选的，每一所述第二流体端包括第二管道以及第二流道，所述第二管道设置于所述外集板的外部；所述第二流道为平面状或曲面状；所述第二流道的一端连通至所述第
二管道的侧壁，其另一端相切式连通至所述双极板。
[0009]可选的，所述流体通道沿所述双极板的周向均匀分布。
[0010]可选的，所述外集板包括两个以上第三槽体，所述第三槽体沿所述外集板的周向分布，并沿所述外集板的轴向开设；所述第二固定件包括两个以上第四槽体，所述第四槽体为平面状或曲面状，并与所述第三槽体对应分布；所述第二流体端依次穿过所述第四槽体与所述第三槽体，并连通至所述双极板的外侧壁。
[0011]可选的，所述固定模块还包括两个固定端板，两个所述固定端板分别连接至所述第二固定件的两端部；其中，所述双极板、所述外集板、所述内集板与所述连接集板的端部均抵接至所述固定端板。
[0012]可选的，所述固定模块还包括第一紧固件、第二紧固件以及连接臂，所述第一紧固件可拆卸式连接至所述第二固定件的端面；所述第二紧固件可拆卸式连接至所述固定端板的表面；所述连接臂的一端连接至所述第一紧固件，其另一端连接至所述第二紧固件。
[0013]可选的，所述固定模块还包括第三固定件，所述第三固定件为一柱状，并设置于所述第一固定件的内部，所述第三固定件的一端连接至任一所述固定端板；其中，所述第三固定件沿其轴向开设有两个以上卡槽，任一所述第一流体端的部分嵌设至一所述卡槽内，且其部分能够穿过一所述固定端板伸出。
[0014]可选的，所述固定模块还包括固定环，所述第一流体端包括从所述固定端板穿出的伸出端，所述固定环套设至所述伸出端的外部。
[0015]可选的，燃料电池还包括密封环，所述密封环包覆至所述外集板的外侧壁。
[0016]本申请提供一种燃料电池，由于双极板与连接集板均为卷曲的螺旋结构，第一流体端连接至双极板的内边缘，第二流体端连接至双极板的外边缘，因而双极板中内外边缘的连接处为分配区，同时第一流体端与第二流体端可以作为分配区的延伸部分，使得电池模块中的分配区仅占据双极板的少量面积，进而可以大幅度地提高双极板中电化学反应区的面积占比。
[0017]当双极板的径向尺寸增大时，双极板中的分配区的面积不变，使得双极板中有效的电化学反应空间的占比进一步增加，从而可以实现小体积的大功率燃料电池。
[0018]连接集板的两端分别连接至外集板与内集板，外部的压力作用于内集板与外集板时，外集板与内集板将作用力通过连接集板传输至双极板，使得双极板承受的压力均匀分布。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本申请提供的燃料电池的结构示意图；图2是本申请提供的燃料电池的剖视图；图3是本申请提供的燃料电池中第一流体端与第一固定件的配合示意图；图4是本申请提供的燃料电池中第一固定件的结构示意图；
图5是本申请提供的燃料电池的内部结构示意图；图6是本申请提供的燃料电池的部分结构示意图；图7是本申请提供的燃料电池的部分剖视图；图8是本申请提供的燃料电池中第二固定件的部分剖视图；图9是本申请提供的燃料电池左侧示意图；图10是本申请提供的燃料电池右侧示意图；图11是本申请提供的燃料电池中第三固定件的结构示意图。
[0021]附图标记说明：110、第一固定件；111、第二槽体；120、第二固定件；121、第四槽体；130、固定端板；140、第三固定件；141、卡槽；150、固定环；161、第一紧固件；162、第二紧固件；163、连接臂；200、外集板；210、第三槽体；300、密封环；400、内集板；410、第一槽体；500、连接集板；600、双极板；700、第一流体端；710、第一管道；711、伸出端；720、第一流道；800、第二流体端；810、第二管道；820、第二流道；821、直线段；822、弯折段。
具体实施方式
[0022]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池，其特征在于，包括：双极板，其为一柱状，且径向横截面为螺旋形；连接集板，其为一柱状，且径向横截面为螺旋形，所述连接集板的表面与所述双极板的表面对应贴合；外集板，其位于所述双极板的外部，并连接至所述连接集板的一端；内集板，其位于所述双极板的内部，并连接至所述连接集板的另一端；两个以上流体通道，每一所述流体通道包括第一流体端及第二流体端；所述第一流体端与所述第二流体端分别连通至所述双极板的内外侧；以及固定模块，所述固定模块包括：第一固定件，其抵接至所述内集板的内侧壁；以及第二固定件，其抵接至所述外集板的外侧壁；其中，所述第一固定件与所述第二固定件分别挤压所述内集板与所述外集板，使得所述连接集板的两端分别连接至所述内集板与所述外集板；所述内集板包括两个以上第一槽体，所述第一槽体沿所述内集板的周向分布，并沿所述内集板的轴向开设；所述第一固定件包括两个以上第二槽体，所述第二槽体与所述第一槽体对应分布；所述第一流体端依次穿过所述第二槽体与所述第一槽体，并连通至所述双极板的内侧壁。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，每一所述第一流体端包括：第一管道，其设置于所述内集板的内部；以及第一流道，其为平面状或曲面状；所述第一流道的一端连通至所述第一管道的侧壁，其另一端相切式连通至所述双极板。3.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，每一所述第二流体端包括：第二管道，其设置于所述外集板的外部；以及第二流道，其为平面状或曲面状；所述第二流道的一端连通至所述第二管道的侧壁，其另一端相切式连通至所述双极板。4.根据权利要求1所述的燃料电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：高乾书，姜天豪，毕飞飞，胡鹏，蓝树槐，
申请(专利权)人：上海治臻新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：