燃料电池及双极板制造技术

技术编号：40651395 阅读：2 留言：0更新日期：2024-03-13 21:29

本发明专利技术公开了一种燃料电池及双极板。根据本发明专利技术实施例的燃料电池包括阴极板；阳极板，与所述阴极板相对设置；以及膜电极，介于所述阴极板和所述阳极板之间，其中，所述阴极板的至少一部分为金属极板；所述阳极板的至少一部分为石墨极板，所述石墨极板的表面上覆盖有涂层。根据本发明专利技术实施例的燃料电池及双极板，石墨极板处的涂层不易剥落，避免了剥落涂层堵塞流道孔道。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池，特别涉及一种燃料电池及双极板。

技术介绍

1、随着社会的不断发展，人们的环保意识越来越高。作为一种较为清洁的能源转换技术，燃料电池得到了越来越广泛地应用。燃料电池通常由阳极、阴极和电解质膜组成，通过电化学反应将燃料的化学能转换为电能。燃料电池在能源领域具有广泛的应用前景，包括交通运输、移动设备、能源储备和分布式能源系统等方面。

2、在现有的燃料电池中，流道是一个重要的组成部分。流道用于引导燃料和氧气流动的通道或管道系统，流道的设计对于燃料电池的性能和效率具有重要影响。现有的燃料电池随着不断的使用，会出现流道被堵塞的情况，严重影响燃料电池的性能。

3、因此，希望能有一种新的燃料电池及双极板，能够克服上述问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种燃料电池及双极板，从而避免剥落涂层堵塞流道孔道。

2、根据本专利技术的一方面，提供一种燃料电池，包括：

3、阴极板；

4、阳极板，与所述阴极板相对设置；以及

5、膜电极，介于所述阴极板和所述阳极板之间，

6、其中，所述阴极板的至少一部分为金属极板；

7、所述阳极板的至少一部分为石墨极板，所述石墨极板的表面上覆盖有涂层。

8、可选地，所述涂层包括选自催化剂层、电解质层、导电层和保护层中的至少一种。

9、可选地，所述石墨极板上设置有石墨极板流道；所述金属极板上设置有金属极板流道；</p>

10、所述燃料电池工作时，在所述石墨极板处形成第一工作环境；

11、在所述第一工作环境下，所述石墨极板与所述涂层的接触避免所述涂层的剥落，从而避免堵塞所述石墨极板流道和/或所述金属极板流道。

12、可选地，所述燃料电池为氢燃料电池；所述第一工作环境中富集有氢气。

13、可选地，所述燃料电池为风冷燃料电池；所述金属极板覆盖在所述膜电极上以避免所述膜电极的暴露。

14、可选地，所述金属极板在背离紧邻膜电极的一侧上设置有第一散热通道；和/或

15、所述石墨极板在背离紧邻膜电极的一侧上设置有第二散热通道。

16、可选地，所述石墨极板包括选自天然石墨、人造石墨、柔性石墨、膨胀石墨、以及含有石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种的石墨基复合材料中的至少一种。

17、可选地，所述燃料电池包括若干个双极板单元以及复合于所述双极板单元之间的膜电极；若干所述双极板单元与所述膜电极依次交错叠加，

18、其中，所述金属极板与紧邻的石墨极板构成所述双极板单元。

19、可选地，所述金属极板与紧邻的石墨极板间设置有流体通道。

20、根据本专利技术的另一方面，提供一种双极板，应用于如上所述的燃料电池。所述双极板包括：

21、石墨极板，以及

22、金属极板，与所述石墨极板相对设置。

23、根据本专利技术实施例的燃料电池及双极板，阳极板包括石墨极板，其上的涂层不易剥落，避免了剥落涂层堵塞燃料电池的流道孔道。

24、进一步地，本申请的方案将耐腐蚀的石墨阳极板搭配金属阴极板组成单电池，解决了阳极板被腐蚀溶解的问题，并且兼顾了结构强度，有利于维持电堆性能稳定和延长运行寿命；此外，石墨阳极板与金属阴极板的搭配，成本低廉、易加工，且适合批量化生产。

25、进一步地，本申请的方案能够应用于风冷电堆，石墨阳极板的使用解决了阳极板易被腐蚀溶解的问题，封闭的金属阴极板将电化学反应阴极与吹扫冷却空气通道分开，能够为阴极提供净化可控的空气反应气，从而提升电堆性能，显著延长使用寿命。

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【技术保护点】

1.一种燃料电池，包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述涂层包括选自催化剂层、电解质层、导电层和保护层中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述石墨极板上设置有石墨极板流道；所述金属极板上设置有金属极板流道；

4.根据权利要求3所述的燃料电池，其中，所述燃料电池为氢燃料电池；所述第一工作环境中富集有氢气。

5.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述燃料电池为风冷燃料电池；所述金属极板覆盖在所述膜电极上以避免所述膜电极的暴露。

6.根据权利要求5所述的燃料电池，其中，所述金属极板在背离紧邻膜电极的一侧上设置有第一散热通道；和/或

7.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述石墨极板包括选自天然石墨、人造石墨、柔性石墨、膨胀石墨、以及含有石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种的石墨基复合材料中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述燃料电池包括若干个双极板单元以及复合于所述双极板单元之间的膜电极；若干所述双极板单元与所述膜电极依次交错叠加，

9.根据权利要求8所述的燃料电池，其中，所述金属极板与紧邻的石墨极板间设置有流体通道。

10.一种双极板，应用于如权利要求1-9中任一项所述的燃料电池；所述双极板包括：

...

【技术特征摘要】

1.一种燃料电池，包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述涂层包括选自催化剂层、电解质层、导电层和保护层中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述石墨极板上设置有石墨极板流道；所述金属极板上设置有金属极板流道；

4.根据权利要求3所述的燃料电池，其中，所述燃料电池为氢燃料电池；所述第一工作环境中富集有氢气。

5.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述燃料电池为风冷燃料电池；所述金属极板覆盖在所述膜电极上以避免所述膜电极的暴露。

6.根据权利要求5所述的燃料电池，其中，所述金属极板在背离紧邻膜电极的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：方谋，张汉军，孙敏敏，王志辉，
申请(专利权)人：北京朔景新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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