单电池、燃料电池及车辆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单电池、燃料电池及车辆，所述单电池包括：阴极板、阳极板和膜电极，在第一方向上，所述膜电极夹设于所述阴极板和所述阳极板之间，所述单电池包括在第二方向顺序排布的反应区和分配区，所述第一方向和所述第二方向垂直；在所述分配区，所述膜电极包括膜电极边框，所述膜电极边框和所述阴极板之间、所述膜电极边框和所述阳极板之间均设置有垫片；至少部分所述垫片上设置有适于加强所述垫片强度的加强件。本申请的单电池，通过加强件增强了垫片的结构强度，提高了垫片的支撑效果，降低了膜电极边框挤压到阴极板和/或阳极板的可能性，降低了空气流道和/或氢气流道堵塞的可能性。堵塞的可能性。堵塞的可能性。

【技术实现步骤摘要】
单电池、燃料电池及车辆


[0001]本申请涉及电池的领域，尤其是涉及一种单电池、燃料电池及车辆。

技术介绍

[0002]燃料电池作为能量转换器的优势是众所周知的。它们通过电化学反应直接从化学能产生电和热，运行效率高。由于其高灵活性，燃料电池是各种应用的首选，如车辆驱动或便携式电源。
[0003]燃料电池电堆由大量相同的单电池组件串联构成，每个单电池组件由阴阳极板及膜电极构成。阴极板和膜电极之间限定有空气流道，阳极板和膜电极之间限定有氢气流道。燃料电池工作时，膜电极中生成的水会进入空气流道并随着空气排出空气流道。
[0004]随着燃料电池的使用，电流密度逐渐上升，气体流量逐渐上升，会导致气体的进出口有压降产生。又因为空气流道的出口会排出水，进一步增大空气流道出口端的压差，空气流道出口端的压差过大，会使膜电极边框挤压到阴极板，造成空气流道堵塞。

技术实现思路

[0005]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种单电池，其通过加强件增强垫片的强度，降低了膜电极边框挤压到阴极板的可能性，从而降低了空气流道堵塞的风险。
[0006]本申请还提出一种包含上述单电池的燃料电池。
[0007]本申请还提出一种包含上述燃料电池的车辆。
[0008]根据本申请实施例的单电池，包括：阴极板、阳极板和膜电极，在第一方向上，所述膜电极夹设于所述阴极板和所述阳极板之间，所述单电池包括在第二方向顺序排布的反应区和分配区，所述第一方向和所述第二方向垂直；在所述分配区，所述膜电极包括膜电极边框，所述膜电极边框和所述阴极板之间、所述膜电极边框和所述阳极板之间均设置有垫片；至少部分所述垫片上设置有适于加强所述垫片强度的加强件。
[0009]根据本申请实施例的单电池，通过加强件增强了垫片的结构强度，提高了垫片的支撑效果，降低了膜电极边框挤压到阴极板的可能性，从而降低了空气流道堵塞的可能性，降低了空气流道排水不畅的风险。
[0010]在一些实施例中，所述反应区在第二方向的两侧均设置有所述分配区；
[0011]所述阴极板和所述膜电极之间限定有空气流道，所述空气流道沿第二方向延伸，与所述空气流道的出口对应的所述垫片设有所述加强件。
[0012]在一些实施例中，所述阳极板和所述膜电极之间限定有氢气流道，所述氢气流道的进口与所述空气流道的出口位于第二方向的同一侧，与所述氢气流道的入口端对应的所述垫片设置有所述加强件。
[0013]在一些实施例中，每个所述垫片均设有所述加强件。
[0014]在一些实施例中，在所述分配区，所述膜电极边框的厚度和两个所述垫片的厚度
的总和为第一厚度；所述膜电极的位于所述反应区的部分在压缩前的厚度为第二厚度，所述第一厚度不小于所述第二厚度。
[0015]在一些实施例中，所述反应区在第二方向的两侧均设置有所述分配区；所述阴极板和所述膜电极之间限定有空气流道，所述空气流道沿第二方向延伸；所述空气流道的出口对应的所述垫片的厚度大于所述空气流道的进口对应的所述垫片的厚度；和/或所述空气流道的出口对应的所述垫片的材料强度大于所述空气流道的进口对应的所述垫片的材料强度。
[0016]在一些实施例中，所述加强件与所述垫片构造为一体成型件。
[0017]在一些实施例中，所述加强件构造为板状结构或加强筋结构。
[0018]根据本申请实施例的燃料电池，包括上述技术中的单电池。
[0019]根据本申请实施例的车辆，包括上述技术中的燃料电池。
[0020]本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0021]本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0022]图1是本申请实施例的单电池的阴极板的俯视图。
[0023]图2是本申请实施例的单电池的剖视图。
[0024]附图标记：1、阴极板；2、阳极板；3、膜电极；31、膜电极边框；32、垫片；4、反应区；5、分配区。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0026]下面参考图1
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图2描述根据本申请实施例的单电池。
[0027]参照图1和图2，根据本申请实施例的单电池，包括：阴极板1、阳极板2和膜电极3，在第一方向上，膜电极3夹设于阴极板1和阳极板2之间。单电池包括在第二方向上顺序排布的反应区4和分配区5。其中，第一方向和第二方向垂直。第一方向可以为单电池的厚度方向，第二方向可以为单电池的长度方向。
[0028]阴极板1和膜电极3之间限定有空气流道，阳极板2和膜电极3之间限定有氢气流道。
[0029]于分配区5部分，膜电极3包括膜电极边框31，膜电极边框31和阴极板1之间、膜电极边框31和阳极板2之间均设置有垫片32。至少部分垫片32上设置有适于加强垫片32强度的加强件。
[0030]需要说明的是，垫片32为支撑在双极板与膜电极边框31之间的结构，若空气流道中的压差过大，膜电极边框31可能在压差的作用下挤压阴极板1，造成空气流道的堵塞。
[0031]根据本申请实施例的单电池，通过加强件增强了垫片32的结构强度，提高了垫片
32的支撑效果，降低了膜电极边框31挤压到阴极板1的可能性，从而降低了空气流道堵塞的可能性。
[0032]参照图1和图2，在一些具体实施例中，反应区4在第二方向的两侧均设置有分配区5，空气流道沿第二方向延伸，与空气流道的出口对应的垫片32设有加强件。
[0033]通过上述技术方案，增强了空气流道出口对应的垫片32的强度，降低了空气流道出口端的膜电极边框31挤压阴极板1的可能性，降低了空气流道排水不畅的可能性，改善因排水不畅导致的阴极板1的分配区5发生腐蚀、变色的问题，从而提升单电池的耐久性。
[0034]参照图1和图2，在一些具体实施例中，氢气流道的进口与空气流道的出口位于第二方向的同一侧，氢气流道的入口端对应的垫片32设置有加强件。
[0035]氢气流道的进口与空气流道的出口位于第二方向的同一侧，也就是说，单电池采用的是氢空逆向流设计，即氢气流道的进口与空气流道的出口位于第二方向的同一侧，氢气流道的出口与空气流道的进口也位于第二方向的同一侧。单电池工作产生的水从空气流道的出口排出后进入氢气流道的进口，在氢气流道内流动，水从氢气流道的出口排出后又进入空气流道的进口，在空气流道内流动，如此进行循环。
[0036]上述技术方案中，氢气流道的入口端对应的垫片32设置有加强件，降低了氢气流道进口端的膜电极边框31挤压阳极板2的可能性，降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单电池，其特征在于，包括：阴极板(1)、阳极板(2)和膜电极(3)，在第一方向上，所述膜电极(3)夹设于所述阴极板(1)和所述阳极板(2)之间，所述单电池包括在第二方向顺序排布的反应区(4)和分配区(5)，所述第一方向和所述第二方向垂直；在所述分配区(5)，所述膜电极(3)包括膜电极边框(31)，所述膜电极边框(31)和所述阴极板(1)之间、所述膜电极边框(31)和所述阳极板(2)之间均设置有垫片(32)；至少部分所述垫片(32)上设置有适于加强所述垫片(32)强度的加强件。2.根据权利要求1所述的单电池，其特征在于，所述反应区(4)在第二方向的两侧均设置有所述分配区(5)；所述阴极板(1)和所述膜电极(3)之间限定有空气流道，所述空气流道沿第二方向延伸，与所述空气流道的出口对应的所述垫片(32)设有所述加强件。3.根据权利要求2所述的单电池，其特征在于，所述阳极板(2)和所述膜电极(3)之间限定有氢气流道，所述氢气流道的进口与所述空气流道的出口位于第二方向的同一侧，与所述氢气流道的入口端对应的所述垫片(32)设置有所述加强件。4.根据权利要求1所述的单电池，其特征在于，每个所述垫片(32)均设有所述加强件...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵红霞，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：