用于电化学电池的阴极板、电化学电池系统及其控制装置制造方法及图纸

技术编号:40099455 阅读:23 留言:0更新日期:2024-01-23 17:27
本发明专利技术提供用于电化学电池的阴极板、电化学电池电堆、电化学电池系统及其控制装置。阴极板包括:阴极板体,其表面设置有多个第一凹槽形成的阴极流场,相邻第一凹槽之间形成有凸脊;多个入口,并列设置于阴极板体的第一边缘,与第一凹槽的一端连通;多个出口,并列设置于阴极板体的第二边缘,与第一凹槽的另一端连通;阴极流场包括沿垂直于第一凹槽的延伸方向并列设置的至少三个流场部,每个流场部的两端分别设置有入口和出口,每个流场部包括至少一个第一凹槽和位于第一凹槽两侧的凸脊;每相邻的两个流场部具有共用的凸脊,沿流场部并列设置的方向,共用的凸脊靠近出口的一端和其靠近入口的另一端交替地设置有第二凹槽,用于连通相邻流场部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学电池领域,尤其是涉及一种用于电化学电池的阴极板、电化学电池系统及其控制装置


技术介绍

1、质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,pemfc)作为一种电化学电池,通过催化剂实现氢气分子中电子与质子的分离,产生的氢质子可以穿过质子交换膜到达阴极,在阴极侧与氧气发生电化学反应,产生水和热量。反应生成的水需要及时排出电堆,否则会影响后续输送进阴极的氧气与质子的正常反应,影响电池性能。

2、阴极流场的结构设计与阴极的排水性能有关,常见的阴极流场有点阵流场、平行流场、蛇形流场和网状流场等,分别具有不同的排水效果。然而现有的各种阴极流场结构一经设计好后即为固定不变,无法根据燃料电池电堆中气体流量的大小灵活地改变阴极流场的结构,而固定不变的阴极流场结构难以在燃料电池电堆中空气流量发生变化的情况下,在电池功耗和排水性能之间维持平衡。

3、因此,亟需一种优化设计的阴极流场的燃料电池,能够适应不同的工作条件下对于功耗和排水性能的不同需求。


技术实现思路<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于电化学电池的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,所述共用的凸脊(131)的第一端设置有所述第二凹槽(16),所述第二凹槽(16)用于引导阴极流体经由所述第二凹槽(16)从一个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)进入相邻的另一个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303),所述共用的凸脊(131)的第二端与其靠近的所述入口(14,241,242,34,414)或与其靠近的所述出口(15,251,2...

【技术特征摘要】

1.一种用于电化学电池的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,所述共用的凸脊(131)的第一端设置有所述第二凹槽(16),所述第二凹槽(16)用于引导阴极流体经由所述第二凹槽(16)从一个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)进入相邻的另一个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303),所述共用的凸脊(131)的第二端与其靠近的所述入口(14,241,242,34,414)或与其靠近的所述出口(15,251,252,35,415)相抵接,用于阻挡阴极流体经由所述共用的凸脊(131)的第二端在相邻的两个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)之间流通;和/或

3.根据权利要求1所述的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,所述多个第一凹槽(12)平行设置;和/或

4.根据权利要求1所述的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,每个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)的流道面积包括每个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)包括的至少一个第一凹槽(12)的横截面积,所述至少一个第一凹槽(12)的横截面积包括所述至少一个第一凹槽(12)沿垂直于其延伸方向的横截面的面积,所述至少三个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)包括依次并列设置的第一流场部(101,201,301)、第二流场部(102,202,302)和第三流场部(103,203,303);

5.根据权利要求4所述的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,所述多个入口(14,241,242,34,414)与所述至少三个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)分别对应,所述多个出口(15,251,252,35,415)与所述至少三个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)分别对应;

6.根据权利要求1所述的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,所述第一边缘(111)与所述第二边缘(112)为所述阴极板(10,20,30,413)上相对的两个边缘,所述阴极流场包括的至少三个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)的数量为大于或等于3的奇数;和/或

7.根据权利要求6所述的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,所述多个入口(14,241,242,34,414):包括第一入口(141,241,341,4141)和第二入口(142,143,242,342,343,4142),所述多个出口(15,251,252,35,415)包括:第一出口(151,152,251,351,352)和第二出口(153,252,353,415),所述至少三个流场部(101,102,103,201,202,203,301,302,303)包括:第一流场部(101,201,301)、第二流场部(102,202,302)和第三流场部(103,203,303);

8.根据权利要求7所述的阴极板(10,20,30,413),其特征在于,所述第二入口(242)的数量和所述第一出口(251)的数量均为一个,所述第二流场部(202)和所述第三流场部(203)共用所述第二入口(242),所述第一流场部(201)和所述第二流场部(202)共用所述第一出口(251);或者,

9.一种用于电化学电池的双极板,其特征在于,包括:根据权利要求1至8任一项所述的阴极板(10,20,30,413)。

10.一种电化学电池电堆(40),其特征在于,包括:

11.根据权利要求10所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:傅立运王凯常亚飞陈泽
申请(专利权)人:罗伯特·博世有限公司
类型:发明
国别省市:

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