一种燃料电池金属双极板单过桥结构的制作方法

本技术涉及燃料电池，尤其是指一种燃料电池金属双极板单过桥结构。

背景技术：

1、氢能质子交换膜燃料电池（pemfc）作为一种高效、清洁的能源转换装置，具有能量转换效率高、启动速度快、零排放等优点，广泛应用于汽车、分布式发电等领域。燃料电池电堆是 pemfc 的核心部件，其结构通常包括端板、绝缘板、集流板、堆芯、下集流板、下绝缘板、下端板及紧固件等，电堆能够将氢气的化学能直接转换为电能，其中堆芯由一定数量的双极板和膜电极相互堆叠形成。

2、双极板是燃料电池堆中的关键部件，其主要功能包括：提供电堆的机械支撑；分配气体（氢气、空气）和冷却液；隔离相邻的膜电极单元；传导电流。目前市场上的双极板主要有金属双极板和石墨双极板两种。金属双极板因其高强度、良好的导电性和导热性以及较低的成本，逐渐成为主流选择。然而，传统金属双极板存在一些结构上的缺陷，尤其是在密封性能和装堆效率方面。

3、传统金属双极板通常由金属阴极板和金属阳极板焊接形成。这种双极板在进气和出气位置分别包含两个过桥区，气体在流动过程中需要翻转两次，增加了流动阻力和密封难度。此外，传统双极板的密封条位置错开，相邻两片双极板在装堆时需要旋转180°，使得胶线对胶线，这种结构导致双极板在堆芯中受到较大的剪切力，容易引起密封失效，进而导致氢气泄漏，不仅存在安全隐患，还会缩短电堆的使用寿命。

技术实现思路

1、为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供一种燃料电池金属双极板单过桥结构。

2、第一方面，为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃料电池金属双极板单过桥结构，包括：

3、金属阳极板，其一面设有氢气流场，另一面设有阳极冷却流场；所述金属阳极板上设有若干阳极密封槽；

4、金属阴极板，其一面设有空气流场，另一面设有阴极冷却流场，所述阳极冷却流场与所述阴极冷却流场相连通；所述金属阴极板上设有若干阴极密封槽，当所述金属阳极板和所述金属阴极板层叠放置时，所述阴极密封槽与所述阳极密封槽的位置相对应；

5、金属垫片，位于所述金属阳极板与所述金属阴极板之间，所述金属垫片具有一定厚度，并设有用于流体流通的通道。

6、在本实用新型的一个实施例中，所述阳极密封槽的深度小于所述阳极冷却流场的深度，所述阴极密封槽的深度小于所述阴极冷却流场的深度。

7、在本实用新型的一个实施例中，所述阳极密封槽的深度、所述金属垫片的厚度和所述阴极密封槽的深度之和与所述阳极冷却流场的深度与所述阴极冷却流场的深度之和相同。

8、在本实用新型的一个实施例中，所述阳极密封槽内设有阳极密封条。

9、在本实用新型的一个实施例中，所述阴极密封槽内设有阴极密封条，且所述阳极密封条和阴极密封条在垂直方向的投影重叠。

10、在本实用新型的一个实施例中，所述金属垫片的厚度范围为0.2-0.6mm。

11、在本实用新型的一个实施例中，所述通道包括氢气流通通道、冷却液流通通道和空气流通通道，所述氢气流通通道和空气流通通道对称设置在所述冷却液流通通道上。

12、在本实用新型的一个实施例中，所述氢气流通通道和空气流通通道均由在一个方向上相互平行的若干凹槽组成，所述冷却液流通通道由两个方向上相互平行的若干凹槽组成。

13、在本实用新型的一个实施例中，相邻凹槽之间的宽度范围为0.4-1.2mm。

14、第二方面，为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电堆堆芯密封结构，包括若干第一方面所述的燃料电池金属双极板结构，相邻的燃料电池金属双极板结构之间设有膜电极。

15、本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：

16、本实用新型所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，通过在金属阳极板和金属阴极板之间引入具有一定厚度的金属垫片，金属垫片上设有用于流体流通的通道，提高了流体分配的均匀性和效率；阳极密封槽和阴极密封槽位置正对，使得金属阳极板和金属阴极板组成的双极板在进行装堆时，相邻双极板在装堆时无需旋转180°，简化了装堆步骤，降低了操作难度，提高了装堆效率，同时减少了因密封槽错位导致的密封失效风险，提高了电堆的密封性能。

1.一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：所述阳极密封槽的深度小于所述阳极冷却流场的深度，所述阴极密封槽的深度小于所述阴极冷却流场的深度。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：所述阳极密封槽的深度、所述金属垫片的厚度和所述阴极密封槽的深度之和与所述阳极冷却流场的深度与所述阴极冷却流场的深度之和相同。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：所述阳极密封槽内设有阳极密封条。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：所述阴极密封槽内设有阴极密封条，且所述阳极密封条和阴极密封条在垂直方向的投影重叠。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：所述金属垫片的厚度范围为0.2-0.6mm。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：所述通道包括氢气流通通道、冷却液流通通道和空气流通通道，所述氢气流通通道和空气流通通道对称设置在所述冷却液流通通道上。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：所述氢气流通通道和空气流通通道均由在一个方向上相互平行的若干凹槽组成。

9.根据权利要求8所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：所述冷却液流通通道由两个方向上相互平行的若干凹槽组成。

10.根据权利要求9所述的一种燃料电池金属双极板单过桥结构，其特征在于：相邻凹槽之间的宽度范围为0.4-1.2mm。