一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板制造技术

本实用新型专利技术涉及燃料电池领域，具体涉及一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板。包括铝金属阳极板、铝金属阴极板和多个粘接密封垫，铝金属阳极板上设有多个相互连通的第一沟槽，第一沟槽内设有多个第一凸块，铝金属阴极板上设有多个相互连通的第二沟槽，第二沟槽内设有多个第二凸块，第一凸块和第二凸块的周期性分布形成的蛇形气场，可有效地改变气流流动方向，有利于反应气体向气体扩散层内流动与生成水的排出。同时，冷却介质流过第一缺口和第二缺口构成的冷却介质通道带走热量。两板三场式的阴极封闭式的空冷型铝金属双极板结构提高了电池散热效率，使得电池有望在更高电流密度下持续稳定运行。持续稳定运行。持续稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板


[0001]本技术涉及燃料电池领域，具体涉及一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板。

技术介绍

[0002]目前，质子交换膜燃料电池(PEMFC)主要分为液体冷却式燃料电池、空冷式燃料电池两大类，液体冷却式燃料电池的功率密度较高，但是需要配备复杂的辅助系统，如由空压机、增湿器、中冷器等组成的空气供给子系统，由氢瓶、减压阀、氢气比例阀、氢气循环泵或氢气引射器组成的氢气供给子系统，由冷却水箱、冷却水泵、去离子水过滤器、节温器等组成的热管理子系统，以及复杂的控制系统，系统复杂程度较高，难以降低成本，给系统的集成度带来了不小的麻烦。而空冷式燃料电池的系统较为简单，即由风扇构成的简单的空气子系统，由氢瓶、减压阀、尾排电磁阀等组成的简易的氢气供给子系统。空气子系统中供给的空气一方面作为反应气体，另一方面作为冷却介质，但由于其冷却能力有限，导致燃料电池不能在高功率密度下运行。因此，为了简化系统结构，同时能够保证燃料电池能够在高功率密度下稳定运行，需要开发一种冷却能力较强的空冷式双极板。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板，以解决空冷式燃料电池冷却效率较低的问题。
[0004]本技术采用如下技术方案：一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板，包括铝金属阳极板、铝金属阴极板和多个粘接密封垫。
[0005]铝金属阳极板沿左右方向水平设置，铝金属阳极板上端面上设有沿左右方向设置且开口朝上的第一凹槽。第一凹槽内设有多个沿左右方向设置的第一凸脊。多个第一凸脊沿前后方向间隔设置，且将第一凹槽分隔为多个相互连通的第一沟槽，以流通空气。第一沟槽内设有多个沿左右方向间隔设置的第一凸块。铝金属阳极板下端面设有多个开口朝下的第一缺口。第一缺口设在第一凸块下侧，且一一对应。
[0006]铝金属阳极板左侧设有第一阳极进气口和第一阴极出气口。第一阳极进气口和第一沟槽连通。铝金属阳极板右侧设有第一阳极出气口和第一阴极进气口。第一阳极出气口和第一沟槽连通。
[0007]铝金属阴极板沿左右方向水平地设置在铝金属阳极板下方，下端面上设有沿左右方向设置且开口朝下的第二凹槽。第二凹槽内设有多个沿左右方向设置的第二凸脊。多个第二凸脊沿前后方向间隔设置，且将第二凹槽分隔为多个相互连通的第二沟槽，以流通空气。第二沟槽内设有多个沿左右方向间隔设置的第二凸块。铝金属阴极板下端面设有多个开口朝上的第二缺口。第二缺口设在第二凸块下侧，且一一对应。
[0008]铝金属阴极板左侧设有第二阴极出气口和第二阳极进气口。第二阴极出气口和第二沟槽连通。铝金属阴极板右侧设有第二阴极进气口和第二阳极出气口。第二阴极进气口
和第二沟槽连通，且第一阳极进气口和第二阳极进气口上下对应、第一阳极出气口和第二阳极出气口上下对应、第一阴极进气口和第二阴极进气口上下对应以及第一阴极出气口和第二阴极出气口上下对应。
[0009]多个粘接密封垫设在铝金属阳极板和铝金属阴极板之间，用于使第一阳极进气口和第二阳极进气口密封连通、第一阳极出气口和第二阳极出气口密封连通、第一阴极进气口和第二阴极进气口密封连通以及第一阴极出气口和第二阴极出气口密封连通。且使第一缺口和第二缺口构成冷却介质通道。铝金属阳极板和铝金属阴极板构成的空冷型铝金属双极板结构设置为封闭式的阴极进出气结构。
[0010]进一步地，铝金属阳极板厚度为0.075～0.2mm。
[0011]进一步地，铝金属阴极板厚度为0.075～0.2mm。
[0012]进一步地，第一沟槽的槽宽为0.4～1.5mm、槽深为0.4～1.5mm。第一凸脊的脊宽为 0.4～1.5mm。
[0013]进一步地，第二沟槽的槽宽为0.4～1.5mm、槽深为0.4～1.5mm。第二凸脊的脊宽为 0.4～1.5mm。
[0014]进一步地，相邻的两个第一凸块的间距为5～20mm，第一凸块在左右方向上的长度为 2～10mm，第一凸块的高度为0.2～1.0mm。
[0015]进一步地，相邻的两个第二凸块的间距为5～20mm，第二凸块在左右方向上的长度为 2～10mm，第二凸块的高度为0.2～1.0mm。
[0016]进一步地，铝金属阳极板的表面覆有高导电性耐腐蚀涂层，涂层为贵金属涂层、碳基涂层。
[0017]进一步地，铝金属阴极板的表面覆有高导电性耐腐蚀涂层，涂层为贵金属涂层、碳基涂层。
[0018]进一步地，铝金属阳极板和铝金属阴极板的成型方式可为冲压成型、辊压成型、液压成型、软模成型和刻蚀成型。
[0019]本技术的有益效果是：第一凸块和第二凸块的周期性分布形成蛇形气场，可有效地改变气流流动方向，有利于反应后的气体向气体扩散层内流动，以及利于生成水的排出。同时，冷却介质流过第一缺口和第二缺口构成的冷却介质通道带走热量。两板三场式的阴极封闭式的空冷型铝金属双极板结构提高了电池散热效率，使得电池有望在更高电流密度下持续稳定运行。
[0020]进一步地，使用铝板材制作的铝金属阳极板和铝金属阴极板，质量较轻，易于实现轻量化设计，有利于在无人机领域展开应用，且铝的散热效果较好。采用铝薄片作为基材更容易实现燃料电池的低温冷启动。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本技术的一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板的实施例的结构示意
图；
[0023]图2为本技术的实施例的爆炸图；
[0024]图3为本技术的实施例的铝金属阳极板的结构示意图；
[0025]图4为本技术的实施例的铝金属阴极板的结构示意图；
[0026]图中：100、铝金属阳极板；110、第一凸脊；120、第一沟槽；130、第一凸块；141、第一阳极进气口；142、第一阳极出气口；151、第一阴极进气口；152、第一阴极出气口；200、铝金属阴极板；210、第二凸脊；220、第二沟槽；230、第二凸块；241、第二阳极进气口；242、第二阳极出气口；251、第二阴极进气口；252、第二阴极出气口；260、第二缺口；300、粘接密封垫。
具体实施方式
[0027]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]本技术的一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板的实施例，如图1至图4所示：一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板，包括铝金属阳极板100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阴极封闭式的空冷型铝金属双极板，其特征在于：包括铝金属阳极板、铝金属阴极板和多个粘接密封垫；铝金属阳极板沿左右方向水平设置，铝金属阳极板上端面上设有沿左右方向设置且开口朝上的第一凹槽；第一凹槽内设有多个沿左右方向设置的第一凸脊；多个第一凸脊沿前后方向间隔设置，且将第一凹槽分隔为多个相互连通的第一沟槽，以流通空气；第一沟槽内设有多个沿左右方向间隔设置的第一凸块；铝金属阳极板下端面设有多个开口朝下的第一缺口；第一缺口设在第一凸块下侧，且一一对应；铝金属阳极板左侧设有第一阳极进气口和第一阴极出气口；第一阳极进气口和第一沟槽连通；铝金属阳极板右侧设有第一阳极出气口和第一阴极进气口；第一阳极出气口和第一沟槽连通；铝金属阴极板沿左右方向水平地设置在铝金属阳极板下方，下端面上设有沿左右方向设置且开口朝下的第二凹槽；第二凹槽内设有多个沿左右方向设置的第二凸脊；多个第二凸脊沿前后方向间隔设置，且将第二凹槽分隔为多个相互连通的第二沟槽，以流通空气；第二沟槽内设有多个沿左右方向间隔设置的第二凸块；铝金属阴极板下端面设有多个开口朝上的第二缺口；第二缺口设在第二凸块下侧，且一一对应；铝金属阴极板左侧设有第二阴极出气口和第二阳极进气口；第二阴极出气口和第二沟槽连通；铝金属阴极板右侧设有第二阴极进气口和第二阳极出气口；第二阴极进气口和第二沟槽连通，且第一阳极进气口和第二阳极进气口上下对应、第一阳极出气口和第二阳极出气口上下对应、第一阴极进气口和第二阴极进气口上下对应以及第一阴极出气口和第二阴极出气口上下对应；多个粘接密封垫设在铝金属阳极板和铝金属阴极板之间，用于使第一阳极进气口和第二阳极进气口密封连通、第一阳极出气口和第二阳极出气口密封连通、第一阴极进气口和第二阴极进气口密封连通以及第一阴极出气口和第二阴极出气口密封连通；且使第一缺...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凤银，张国关，张科勋，赵阳，刘慧泽，林冬青，
申请(专利权)人：冠驰新能科技南京有限公司，
类型：新型
国别省市：