极板、双极板及具有其的燃料电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种极板、双极板及具有其的燃料电池。该极板包括极板本体，所述极板本体上开设有进气口、进液口、出气口和出液口，所述进气口和所述出气口通过气体流通通道连通，所述进液口和所述出液口通过液体流通通道连通，所述气体流通通道和所述液体流通通道分别设置于所述极板本体的两个侧面；所述气体流通通道与所述进气口、所述出气口的连接处均设置有凹槽，所述凹槽用于与密封垫上的密封凸起配合密封。根据本实用新型专利技术的极板，防止出现气体短路现象，密封效果好，简化了密封结构和降低了安装难度。低了安装难度。低了安装难度。

【技术实现步骤摘要】
极板、双极板及具有其的燃料电池


[0001]本技术涉及电池领域，具体而言，涉及一种极板、双极板及具有其的燃料电池。

技术介绍

[0002]作为一种高效地能量转化装置，质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)能够直接将氢气和氧气中的化学能通过电化学反应转化为电能,并且生成产物只有水。
[0003]双极板作为PEMFC中的重要组件，起到导电、隔离相邻电池中的气体、为电池组提供结构支撑、可导热、具有供气体流入及流出的通道。双极板通常包括阳极板和阴极板，但是现有的阳极板或阴极板上的气体通道密封性能较差，导致气体容易从气体通道泄漏出去，进而导致出现气体短路现象。
[0004]在传统的方案中，通过设计定位结构、CVP结构中心对称的双极板，并且使用一个扫码设备，通过在双极板上对角的一处设置二维码，堆叠过程中始终扫描一个位置；装配时：第一片双极板扫描到二维码，记为未旋转180
°
，装配膜电极后，继续装配双极板时，扫码设备未扫描到二维码，即判定为旋转了180
°
。
[0005]从传统的双极板结构及装配管控上看，一方面设置了2个CVP及定位结构后，使得双极板的活化面积利用率更低；另一方面采用该种装配管控的情况下，仅能保证打码未发生异常时的顺利装配。当生产过程中打码异常情况发生时，装配过程中仍需配备人工筛查进行避免该类问题，提高了生产成本及降低了生产效率。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本技术旨在提出一种极板、双极板及具有其的燃料电池，设计相应的密封结构来实现正装并且能够保证正常单体电池的气体通入性。
[0007]为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0008]根据本技术的一种极板，包括极板本体，所述极板本体上开设有进气口、进液口、出气口和出液口，所述进气口和所述出气口通过气体流通通道连通，所述进液口和所述出液口通过液体流通通道连通，所述气体流通通道和所述液体流通通道分别设置于所述极板本体的两个侧面；
[0009]所述气体流通通道与所述进气口、所述出气口的连接处均设置有凹槽，所述凹槽用于与密封垫上的密封凸起配合密封。
[0010]在本技术的一些实施例中，所述极板还包括密封垫，所述密封垫具有密封所述气体流通通道的所述密封凸起，所述密封凸起用于与所述凹槽配合密封后使反应气体仅能通过所述气体流通通道流通。
[0011]在本技术的一些实施例中，所述极板本体为阳极板，所述密封垫为阳极密封垫，所述进气口包括阳极进气口，所述出气口包括阳极出气口，所述气体流通通道为阳极通
道，所述阳极进气口和所述阳极出气口通过所述阳极通道连通，所述阳极通道与所述阳极进气口的接口处设有第一阳极凹槽和第二阳极凹槽，所述阳极通道与所述阳极出气口的接口处设有第三阳极凹槽和第四阳极凹槽，所述阳极密封垫的密封凸起包括嵌设于所述第一阳极凹槽的第一阳极凸起、嵌设于所述第二阳极凹槽的第二阳极凸起、嵌设于所述第三阳极凹槽的第三阳极凸起、嵌设于所述第四阳极凹槽的第四阳极凸起；
[0012]或，
[0013]所述极板本体为阴极板，所述密封垫为阴极密封垫，所述进气口包括阴极进气口，所述出气口包括阴极出气口，所述气体流通通道为阴极通道，所述阴极进气口和所述阴极出气口通过所述阴极通道连通，所述阴极通道与所述阴极进气口的接口处设有第一阴极凹槽和第二阴极凹槽，所述阴极通道与所述阴极出气口的接口处设有第三阴极凹槽和第四阴极凹槽，所述阴极密封垫的密封凸起包括嵌设于所述第一阴极凹槽的第一阴极凸起、嵌设于所述第二阴极凹槽的第二阴极凸起、嵌设于所述第三阴极凹槽的第三阴极凸起、嵌设于所述第四阴极凹槽的第四阴极凸起。
[0014]本技术还提供了一种双极板，包括相互贴合设置的阴极密封垫、阴极板、阳极板和阳极密封垫，所述阴极板和所述阳极板均为上述的极板，所述阳极板和所述阴极板上均开设有阳极进气口、阳极出气口、阴极进气口、阴极出气口，所述阳极进气口和所述阴极出气口均位于所述极板本体的一端，所述阳极出气口、所述阴极进气口均位于所述极板本体的另一端；
[0015]所述阳极板背离所述阴极板的一侧设置有阳极通道，所述阳极进气口和所述阳极出气口通过所述阳极通道连通，所述阳极通道与所述阳极进气口的接口处设有第一阳极凹槽和第二阳极凹槽，所述阳极通道与所述阳极出气口的接口处设有第三阳极凹槽和第四阳极凹槽，所述阳极密封垫的密封凸起包括嵌设于所述第一阳极凹槽的第一阳极凸起、嵌设于所述第二阳极凹槽的第二阳极凸起、嵌设于所述第三阳极凹槽的第三阳极凸起、嵌设于所述第四阳极凹槽的第四阳极凸起；
[0016]所述阴极板背离所述阳极板的一侧设置有阴极通道，所述阴极进气口和所述阴极出气口通过所述阴极通道连通，所述阴极通道与所述阴极进气口的接口处设有第一阴极凹槽和第二阴极凹槽，所述阴极通道与所述阴极出气口的接口处设有第三阴极凹槽和第四阴极凹槽，所述阴极密封垫的密封凸起包括嵌设于所述第一阴极凹槽的第一阴极凸起、嵌设于所述第二阴极凹槽的第二阴极凸起、嵌设于所述第三阴极凹槽的第三阴极凸起、嵌设于所述第四阴极凹槽的第四阴极凸起。
[0017]根据本技术的一些实施例，所述阳极密封垫具有分别密封所述阴极进气口、所述阴极出气口、所述进液口、所述出液口的密封圈，所述阴极密封垫具有分别密封所述阳极进气口、所述阳极出气口、所述进液口、所述出液口的密封圈。
[0018]本技术还提供了一种燃料电池，包括膜电极以及设置在所述膜电极两侧的双极板，所述双极板为上述的双极板，所述双极板与所述膜电极上均开设有所述阳极进气口、所述阳极出气口、所述阴极进气口、所述阴极出气口、所述进液口、所述出液口，所述阳极通道位于所述阳极板与所述膜电极之间，所述阴极通道位于所述阴极板与所述膜电极之间，所述阳极密封垫位于所述膜电极与其一侧的所述阳极板之间，所述阴极密封垫位于所述膜电极与其另一侧的所述阴极板之间。
[0019]根据本技术的一些实施例，所述膜电极具有反应区，所述反应区包括依次设置的阳极气体扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层、阴极气体扩散层，所述阳极气体扩散层与所述阳极通道接触，所述阴极气体扩散层与所述阴极通道接触，所述阳极进气口和所述阴极出气口位于所述反应区的一端，所述阳极出气口和所述阴极进气口位于所述反应区的另一端。
[0020]根据本技术的一些实施例，所述膜电极的数量为多个，每个所述膜电极的两侧均设有所述双极板，所述膜电极与相邻的另一个所述膜电极共用同一个双极板。
[0021]根据本技术的一些实施例，所述燃料电池还包括假性膜电极，所述假性膜电极的假性反应区包括阳极气体扩散层、阴极气体扩散层，所述假性膜电极的两侧设有所述双极板，且所述假性膜电极与所述双极板之间设有假性密封垫，所述假性密封垫具有分别密封所述阳极进气口、所述阳极出气口、所述阴极进气口、所述阴极出气口、所述进液口、所述出液口的密封圈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极板，其特征在于，包括：极板本体，所述极板本体上开设有进气口、进液口(8)、出气口和出液口(9)，所述进气口和所述出气口通过气体流通通道连通，所述进液口(8)和所述出液口(9)通过液体流通通道连通，所述气体流通通道和所述液体流通通道分别设置于所述极板本体的两个侧面；所述气体流通通道与所述进气口、所述出气口的连接处均设置有凹槽，所述凹槽用于与密封垫上的密封凸起配合密封。2.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，还包括密封垫，所述密封垫具有密封所述气体流通通道的所述密封凸起，所述密封凸起用于与所述凹槽配合密封后使反应气体仅能通过所述气体流通通道流通。3.根据权利要求2所述的极板，其特征在于，所述极板本体为阳极板(21)，所述密封垫为阳极密封垫(5)，所述进气口包括阳极进气口(23)，所述出气口包括阳极出气口(24)，所述气体流通通道为阳极通道(3)，所述阳极进气口(23)和所述阳极出气口(24)通过所述阳极通道(3)连通，所述阳极通道(3)与所述阳极进气口(23)的接口处设有第一阳极凹槽(31)和第二阳极凹槽(32)，所述阳极通道(3)与所述阳极出气口(24)的接口处设有第三阳极凹槽(33)和第四阳极凹槽(34)，所述阳极密封垫(5)的密封凸起包括嵌设于所述第一阳极凹槽(31)的第一阳极凸起(52)、嵌设于所述第二阳极凹槽(32)的第二阳极凸起(53)、嵌设于所述第三阳极凹槽(33)的第三阳极凸起(54)、嵌设于所述第四阳极凹槽(34)的第四阳极凸起(55)；或，所述极板本体为阴极板(22)，所述密封垫为阴极密封垫(6)，所述进气口包括阴极进气口(25)，所述出气口包括阴极出气口(26)，所述气体流通通道为阴极通道(4)，所述阴极进气口(25)和所述阴极出气口(26)通过所述阴极通道(4)连通，所述阴极通道(4)与所述阴极进气口(25)的接口处设有第一阴极凹槽(41)和第二阴极凹槽(42)，所述阴极通道(4)与所述阴极出气口(26)的接口处设有第三阴极凹槽(43)和第四阴极凹槽(44)，所述阴极密封垫(6)的密封凸起包括嵌设于所述第一阴极凹槽(41)的第一阴极凸起(62)、嵌设于所述第二阴极凹槽(42)的第二阴极凸起(63)、嵌设于所述第三阴极凹槽(43)的第三阴极凸起(64)、嵌设于所述第四阴极凹槽(44)的第四阴极凸起(65)。4.一种双极板，其特征在于，包括相互贴合设置的阴极密封垫(6)、阴极板(22)、阳极板(21)和阳极密封垫(5)，所述阴极板(22)和所述阳极板(21)均为权利要求1所述的极板，所述阳极板(21)和所述阴极板(22)上均开设有阳极进气口(23)、阳极出气口(24)、阴极进气口(25)、阴极出气口(26)，所述阳极进气口(23)和所述阴极出气口(26)均位于所述极板本体的一端，所述阳极出气口(24)、所述阴极进气口(25)均位于所述极板本体的另一端；所述阳极板(21)背离所述阴极板(22)的一侧设置有阳极通道(3)，所述阳极进气口(23)和所述阳极出气口(24)通过所述阳极通道(3)连通，所述阳极通道(3)与所述阳极进气口(23)的接口处设有第一阳极凹槽(31)和第二阳极凹槽(32)，所述阳极通道(3)与所述阳极出气口(24)的接口处设有第三阳极凹槽(33)和第四阳极凹槽(34)，所述阳极密封垫(5)的密封凸起包括嵌设于所述第一阳极凹槽(31)的第一阳极凸起(52)、嵌设于所述第二阳极凹槽(32)的第二阳极凸起(53)、嵌设于所述第三阳极凹槽(33)的第三阳极凸起(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝振宇，岳也，翟海朋，王猛，龚正伟，陈雪松，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：