双极板结构及电池电堆制造技术

本发明专利技术公开了一种双极板结构及电池电堆，该双极板结构包括双极板本体、空气流道、冷却流道、空气进气口、空气出气口、冷却液进口和冷却液出口，所述冷却流道用于冷却所述氢气流道和所述空气流道，所述第二区中的冷却流道环绕所述空气出气口设置。将空气出气口与冷却液进口设置于双极板结构上的第二区中，将空气进气口与冷却液出口设置于双极板结构上的第一区中，使冷却液从空气流道的进气端所在的区域进液。当冷却液从空气流道的进气端所在的区域进液时，冷却液环绕空气出气口流动，在第二区中与空气出气口以及空气流道中的空气进行热交换，使空气出口处的水蒸气冷凝。使空气出口处的水蒸气冷凝。使空气出口处的水蒸气冷凝。

【技术实现步骤摘要】
双极板结构及电池电堆


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种双极板结构及电池电堆。

技术介绍

[0002]燃料电池是具有发展潜力的新能源产品之一，其工作原理是通过向电堆注入气体燃料产生电化学反应发电。
[0003]燃料电池电堆由膜电极组件以及两侧的电池电堆构成，电池电堆的主要结构为阴极板
‑
膜电极组件
‑
阳极板形成的堆叠结构。其中，将相邻阴极板和阳极板连接形成双极板部件，双极板的外侧通有反应气体，内部形成冷却液通道。
[0004]在电池电堆的工作过程中，双极板的空气出口处水蒸气含量较高，过高的水蒸气含量会降低氧气分压，导致空气出口处的反应效率降低。且水蒸气含量较高的气体排放后需要冷凝，增加了双极板的空气排放难度。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的主要目的是提供一种双极板结构及电池电堆，旨在改善现有技术中双极板的空气出口处水蒸气含量较高的技术问题。
[0006]本专利技术的实施例提出了一种双极板结构，包括：
[0007]双极板本体，具有沿第一方向依次分布的第一区、反应区和第二区；
[0008]空气流道，设置于所述双极板本体的一侧，所述空气流道依次经过所述第一区、所述反应区和所述第二区，所述空气流道的进气端位于所述第一区，所述空气流道的出气端位于所述第二区；
[0009]冷却流道，设置于所述双极板本体的内部，所述冷却流道依次经过所述第二区、所述反应区和所述第一区，所述冷却流道的进液端位于所述第二区，所述冷却流道的出液端位于所述第一区，所述冷却流道用于冷却所述空气流道；
[0010]空气进气口，设置于所述双极板本体上，位于所述第一区，并与所述空气流道的进气端连通；
[0011]空气出气口，设置于所述双极板本体上，位于所述第二区，并与所述空气流道的出气端连通；
[0012]冷却液进口，设置于所述双极板本体上，位于所述第二区，并与所述冷却流道的进液端连通；
[0013]冷却液出口，设置于所述双极板本体上，位于所述第一区，并与所述冷却流道的出液端连通；
[0014]其中，所述第二区中的冷却流道围绕所述空气出气口设置，进入所述冷却流道的冷却液自所述冷却液进口出发后，沿所述冷却流道围绕所述空气出气口流动再进入所述反应区。
[0015]在本专利技术的部分实施例中，所述双极板结构还包括：
[0016]氢气流道，设置于所述双极板本体背离所述空气流道的一侧；
[0017]氢气进气口，设置于所述双极板本体上，位于所述第一区或所述第二区，并与所述氢气流道连通；
[0018]氢气出气口，设置于所述双极板本体上，位于所述第二区或所述第一区，并与所述氢气流道连通。
[0019]在本专利技术的部分实施例中，所述第二区中的冷却流道将所述第二区中的空气流道完全覆盖。
[0020]在本专利技术的部分实施例中，所述氢气进气口、所述空气进气口以及所述冷却液出口均位于所述第一区；
[0021]所述氢气出气口、所述空气出气口以及所述冷却液进口均位于所述第二区；
[0022]所述冷却液出口位于所述氢气进气口与所述空气进气口之间，所述冷却液进口位于所述氢气出气口与所述空气出气口之间。
[0023]在本专利技术的部分实施例中，所述氢气出气口、所述空气进气口以及所述冷却液出口均位于所述第一区；
[0024]所述氢气进气口、所述空气出气口以及所述冷却液进口均位于所述第二区；
[0025]所述冷却液出口位于所述氢气出气口与所述空气进气口之间，所述冷却液进口位于所述进气进气口与所述空气出气口之间。
[0026]在本专利技术的部分实施例中，所述双极板结构包括：
[0027]板的另一侧设置有第一冷却流道；
[0028]第二极板，所述第二极板的一侧设置有所述空气流道，所述第二极板的另一侧设置有第二冷却流道；
[0029]所述第一极板与所述第二极板相对对接形成所述双极板本体，所述第一极板具有第一冷却流道的一侧朝向所述第二极板具有第二冷却流道的一侧，所述第一冷却流道与所述第二冷却流道合并形成所述冷却流道。
[0030]在本专利技术的部分实施例中，所述第一极板上设置有第一氢气进气副口和第一氢气出气副口，所述第二极板上设置有第二氢气进气副口和第二氢气出气副口，所述第一氢气进气副口与所述第二氢气进气副口对接形成所述氢气进气口，所述第一氢气出气副口与所述第二氢气出气副口对接形成所述氢气出气口；
[0031]所述第一极板上设置有第一空气进气副口和第一空气出气副口，所述第二极板上设置有第二空气进气副口和第二空气出气副口，所述第一空气进气副口与所述第二氢气空气副口对接形成所述空气进气口，所述第一空气出气副口与所述第二空气出气副口对接形成所述空气出气口；
[0032]所述第一极板上设置有第一冷却液进液副口和第一冷却液出液副口，所述第二极板上设置有第二冷却液进液副口和第二冷却液出液副口，所述第一冷却液进液副口与所述第二冷却液进液副口对接形成所述冷却液进口，所述第一冷却液出液副口与所述第二冷却液出液副口对接形成所述冷却液出口。
[0033]在本专利技术的部分实施例中，所述氢气进气口位于所述第一区，所述氢气出气口位于所述第一区，所述空气进气口位于所述氢气进气口与所述氢气出气口之间，所述冷却液出口位于所述氢气进气口和所述空气进气口之间；
[0034]或，所述冷却液出口位于所述空气进气口和所述氢气出气口之间。
[0035]本专利技术的另一实施例还提供了一种电池电堆，该电池电堆包括：
[0036]第一双极板；
[0037]第二双极板；
[0038]膜电极组件，所述膜电极组件设置于所述第一双极板与所述第二双极板之间；
[0039]所述第一双极板与所述第二双极板均为上述的双极板结构，且所述第一双极板与所述第二双极板为同一种双极板结构。
[0040]在本专利技术的部分实施例中，所述膜电极组件包括依次层叠的第一扩散层、第一催化层、质子交换膜、第二催化层、第二扩散层。
[0041]本专利技术的实施例提出了一种双极板结构及电池电堆，该双极板结构具有空气流道和冷却流道，冷却流道用于冷却空气流道。在该双极板结构上，将空气出气口与冷却液进口设置于双极板结构上的第二区中，将空气进气口与冷却液出口设置于双极板结构上的第一区中，使冷却液从空气流道的出气端所在的区域进液，且第二区中的冷却流道围绕空气出气口设置，使冷却液进入冷却流道后，在第二区中先围绕空气出气口流动，对空气出气口中的气体进行冷却，使水蒸气冷凝，再进入反应区的冷却流道。相对现有技术中的从空气流道的进气端处进入，当冷却液从空气流道的出气端所在的区域进液时，可以保证冷却液冷却空气出气口时在一个较低的温度，在第二区中与空气出气口以及空气流道中的空气进行热交换，使空气出气口以及空气流道中的水蒸气快速冷凝，降低空气出气口流出的空气中的水蒸气的含量。
附图说明
[0042]为了更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极板结构，其特征在于，包括；双极板本体，具有沿第一方向依次分布的第一区、反应区和第二区；空气流道，设置于所述双极板本体的一侧，所述空气流道依次经过所述第一区、所述反应区和所述第二区，所述空气流道的进气端位于所述第一区，所述空气流道的出气端位于所述第二区；冷却流道，设置于所述双极板本体的内部，所述冷却流道依次经过所述第二区、所述反应区和所述第一区，所述冷却流道的进液端位于所述第二区，所述冷却流道的出液端位于所述第一区，所述冷却流道用于冷却所述空气流道；空气进气口，设置于所述双极板本体上，位于所述第一区，并与所述空气流道的进气端连通；空气出气口，设置于所述双极板本体上，位于所述第二区，并与所述空气流道的出气端连通；冷却液进口，设置于所述双极板本体上，位于所述第二区，并与所述冷却流道的进液端连通；冷却液出口，设置于所述双极板本体上，位于所述第一区，并与所述冷却流道的出液端连通；其中，所述第二区中的冷却流道围绕所述空气出气口设置，进入所述冷却流道的冷却液自所述冷却液进口出发后，沿所述冷却流道围绕所述空气出气口流动后再进入所述反应区。2.根据权利要求1所述的双极板结构，其特征在于，所述双极板结构还包括：氢气流道，设置于所述双极板本体背离所述空气流道的一侧；氢气进气口，设置于所述双极板本体上，位于所述第一区或所述第二区，并与所述氢气流道连通；氢气出气口，设置于所述双极板本体上，位于所述第二区或所述第一区，并与所述氢气流道连通。3.根据权利要求2所述的双极板结构，其特征在于，所述第二区中的冷却流道将所述第二区中的空气流道完全覆盖。4.根据权利要求3所述的双极板结构，其特征在于，所述氢气进气口、所述空气进气口以及所述冷却液出口均位于所述第一区；所述氢气出气口、所述空气出气口以及所述冷却液进口均位于所述第二区；所述冷却液出口位于所述氢气进气口与所述空气进气口之间，所述冷却液进口位于所述氢气出气口与所述空气出气口之间。5.根据权利要求3所述的双极板结构，其特征在于，所述氢气出气口、所述空气进气口以及所述冷却液出口均位于所述第一区；所述氢气进气口、所述空气出气口以及所述冷却液进口均位于所述第二区；所述冷却液出口位于所述氢气出气口与所述空气进气口之间，所述冷却液进口位于所述进气进气口与所述空气出气口之间。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红涛，唐厚闻，白云飞，占静玲，梁鹏，
申请(专利权)人：上海氢晨新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：