双极板及燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种双极板及燃料电池。


背景技术：

2.燃料电池是一种将氢气和氧气通过电化学氧化反应而发电的装置，其中，质子交换膜燃料电池通常是由膜电极、气体扩散层、双极板等部件交替堆叠而成。双极板主要分为石墨双极板、复合材料双极板和金属双极板。金属薄板具有较高的强度以及良好的导电、导热性能，原材料价格便宜且适合大批量生产方式，是燃料电池产业化的第一选择。
3.目前的双极板一般包括两个板件，两个板件需要经过冲压工艺的加工，如图1所示，在两个板件上分别形成若干冲压槽，两个板件装配后即可形成供相应的反应物质流通的流道，进而实现发生电化学反应，产生电流。目前的燃料电池的电堆一般由数百片双极板和膜电极交替组成，因此双极板的厚度会影响燃料电池的电堆体积，而冲压槽会导致板件整体的厚度变大，即导致双极板的厚度变大，从而会导致燃料电池的电堆体积变大，燃料电池整体体积不变的情况下，燃料电池的电堆功率密度会下降。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种双极板，旨在减小双极板的厚度，从而缩小电堆整体体积，提高增加电堆功率密度。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的双极板，包括：
6.导流板，所述导流板的一面开设有供燃料气体流通的第一导流槽，所述导流板的另一面分别开设有第二导流槽和第三导流槽；
7.盖板，所述盖板盖设于所述导流板远离所述第一导流槽的一面，所述盖板包括冷却部和反应部；所述盖板的冷却部与所述导流板的第二导流槽围合形成供冷却液流通的第一导流通道；所述盖板的反应部与所述导流板的第三导流槽围合形成供氧化气体流通的第二导流通道，所述盖板的反应部开设有反应孔，所述反应孔与所述第二导流通道相连通。
8.可选地，所述第二导流槽、所述第一导流槽和所述第三导流槽沿所述导流板的宽度方向依次排列设置。
9.可选地，所述第一导流槽、所述第二导流槽和所述第三导流槽的横截面均呈梯形状。
10.可选地，所述导流板的厚度为0.1mm，所述第一导流槽、所述第二导流槽和所述第三导流槽的槽深均为0.4mm。
11.可选地，所述盖板的厚度为0.1mm。
12.可选地，所述冷却部和所述反应部均具有多个，所述冷却部和所述反应部间隔设置。
13.可选地，所述反应部呈矩形状，所述反应部上的反应孔具有八个。
14.可选地，所述盖板的反应孔为冲孔落料成型。
15.可选地，所述导流板为冲压成型。
16.本实用新型还提出一种燃料电池，包括如上述的双极板。
17.本实用新型的技术方案通过在导流板的一面开设供燃料气体流通的第一导流槽，将该面与膜电极组件接触，第一导流槽内的燃料气体可以与膜电极组件产生电化学反应。而在导流板的另一面分别开设第二导流槽和第三导流槽，盖板盖设于导流板远离第一导流槽的一面，且盖板的冷却部与导流板的第二导流槽围合形成供冷却液流通的第一导流通道，以及盖板的反应部与导流板的第三导流槽围合形成供氧化气体流通的第二导流通道，盖板的反应部开设有反应孔，反应孔与第二导流通道相连通；将盖板远离导流板的一面与膜电极组件接触，氧化气体可以在第二导流通道流通，并从反应孔中排出，而与膜电极组件产生电化学反应，形成电流；冷却液可以在第一导流通道中流通，以对双极板进行冷却降温；由于无需同时在两个板件上设置槽体，只需在导流板上设置相应的导流槽，在盖板上设置相应的反应孔，即可实现燃料气体、氧化气体以及冷却液的流通，减小了双极板的厚度，从而缩小电堆整体体积，提高增加电堆功率密度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为目前的双极板的结构示意图。
20.图2为本实用新型双极板一实施例的结构示意图。
21.图3为本实用新型双极板一实施例的导流板的结构示意图。
22.图4为本实用新型双极板一实施例的盖板的结构示意图。
23.附图标号说明：
24.标号名称标号名称10导流板201冷却部101第一导流槽202反应部102第二导流槽202a反应孔103第三导流槽203第一导流通道20盖板204第二导流通道
25.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动
情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
29.本实用新型提出一种双极板。
30.在本实用新型一实施例中，请一并参阅图2、图3及图4，该双极板，包括：
31.导流板10，所述导流板10的一面开设有供燃料气体流通的第一导流槽101，所述导流板10的另一面分别开设有第二导流槽102和第三导流槽103；
32.盖板20，所述盖板20盖设于所述导流板10远离所述第一导流槽101的一面，所述盖板20包括冷却部201和反应部202；所述盖板20的冷却部201与所述导流板10的第二导流槽102围合形成供冷却液流通的第一导流通道203；所述盖板20的反应部202与所述导流板10的第三导流槽103围合形成供氧化气体流通的第二导流通道204，所述盖板20的反应部202开设有反应孔202a，所述反应孔202a与所述第二导流通道204相连通；
33.本实用新型的技术方案通过在导流板10的一面开设供燃料气体流通的第一导流槽101，将该面与膜电极组件接触，第一导流槽101内的燃料气体可以与膜电极组件产生电化学反应，而在导流板10的另一面分别开设第二导流槽102和第三导流槽103，盖板20盖设于导流板10远离第一导流槽101的一面，且盖板20的冷却部201与导流板10的第二导流槽102围合形成供冷却液流通的第一导流通道203，以及盖板20的反应部202与导流板10的第三导流槽103围合形成供氧化气体流通的第二导流通道204，盖板20的反应部202开设有反应孔202a，反应孔202a与第二导流通道204相连通，将盖板20远离导流板10的一面与膜电极组件接触，氧化气体可以在第二导流通道204流通，从而从反应孔202a中排出，与膜电极组件产生电化学反应，形成电流，而冷却液可以在第一导流通道203中流通，以对双极板进行冷却降温；由于无需同时在两个板件上设置槽体，只需在导流板10上设置相应的导流槽，在盖板20上设置相应的反应孔202a，即可实现燃料气体、氧化气体以及冷却液的流通，减小了双极板的厚度，从而缩小电堆整体体积，提高增加电堆功率密度。
34.具体地，请参阅图3，所述第二导流槽102、所述第一导流槽101和所述第三导流槽103沿所述导流板10的宽度方向依次排列设置，便于将导流板10分为三个导流区，由于第二导流槽102是供冷却液流通的，既能对第一导流槽101的燃料气体进行冷却，又能对盖板20上方的氧化气体进行冷却；
35.其中，导流板10的宽度方向为与导流板10导流方向相垂直的方向。
36.具体地，请参阅图3，所述第一导流槽101、所述第二导流槽102和所述第三导流槽103的横截面均呈梯形状，可以确保第一导流槽101、所述第二导流槽102和所述第三导流槽103的横截面的导流效果，从而提高双极板的结构稳定性。
37.具体地，所述导流板10的厚度为0.1mm，所述第一导流槽101、所述第二导流槽102
和所述第三导流槽103的槽深均为0.4mm；所述盖板20的厚度为0.1mm，由于导流的厚度为0.1mm，所述第一导流槽101、所述第二导流槽102和所述第三导流槽103的槽深均为0.4mm，即导流板10的整体高度为0.5mm，结合盖板20的厚度0.1mm，双极板的最终厚度为0.6mm，而传统的双极板采用双导流板10，传统的双极板的厚度达1.0mm，即极大地减小了双极板的厚度。
38.具体地，请参阅图4，所述冷却部201和所述反应部202均具有多个，所述冷却部201和所述反应部202间隔设置；所述反应部202呈矩形状，所述反应部202上的反应孔202a具有八个，可以根据第二导流槽102和第三导流槽103的数量，在盖板20上设置相应数量的冷却部201和反应部202，每个反应部202上设置八个反应孔202a，可以确保氧化气体可以同时从八个反应孔202a排出，确保氧化气体可以与膜电极组件发生电化学反应。
39.具体地，所述盖板20的反应孔202a为冲孔落料成型，所述导流板10为冲压成型，可以减少双极板成型工序，其中一块板件无需冲压成型，只需进行冲孔落料作业，可以加快生产节拍，降低开模费用。
40.本实用新型还提出一种燃料电池，该燃料电池包括双极板，该双极板的具体结构参照上述实施例，由于本燃料电池采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
41.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。