燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池。


背景技术：

2.相关技术中，燃料电池是氢能设备动力单元主体部分，在燃料电池的运行过程中，燃料电池上的进出气口与外部接触，进出气口相对燃料电池的内部温度较低，水蒸气容易在进出气口处冷凝为液态水，集聚的液态水不仅对集聚处的涂层造成一定的腐蚀，同时提高了对燃料电池密封性的要求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种燃料电池，减少对涂层的腐蚀，同时保证密封性。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种燃料电池，其特征在于，包括：极板，所述极板上设置有第一气体歧管口，所述第一气体歧管口的内壁上设有第一凹槽；膜电极，所述膜电极与所述极板相互贴合设置，所述膜电极上设置有第二气体歧管口，所述第一气体歧管口和所述第二气体歧管口对应设置并连通形成气体歧管孔，所述第二气体歧管口的内壁上设有第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽对应连通并限定出液体流道，所述液体流道延伸出所述气体歧管孔。
6.根据本实用新型实施例的燃料电池，通过设置液体流道引导液态水流出气体歧管孔，避免液态水的集聚，从而减少对涂层的腐蚀，降低了对燃料电池密封性能的要求。
7.另外，根据本实用新型上述实施例的燃料电池还可以具有如下附加的技术特征：
8.根据本实用新型的一些实施例，所述液体流道为多个，多个所述液体流道周向分布在所述气体歧管孔的内壁上。
9.根据本实用新型的一些实施例，设在所述气体歧管孔一侧的多个所述液体流道均匀间隔设置。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述极板与所述膜电极上设有加强结构，所述第一气体歧管口与所述第二气体歧管口均设在所述加强结构上。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述极板包括阳极板与阴极板，所述膜电极设在所述阳极板与所述阴极板之间。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述极板为双极板，所述双极板为多个，两个相邻的所述双极板之间设有所述膜电极，所述双极板在所述膜电极上的投影设在所述膜电极上。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述第一凹槽与所述第二凹槽对应齐平；其中，所述第一气体歧管口上设有第一凸出部，所述第二气体歧管口上设有第二凸出部，所述第一凸出部与所述第二凸出部对应，所述第一凸出部在所述第二凸出部上的投影处于所述第二凸出部上。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述第一凹槽为多个，多个所述第一凹槽均匀分布在所述第一气体歧管口的一侧，所述第二凹槽为多个，多个所述第二凹槽对应多个所述第一凹槽，且均匀分布在所述第二气体歧管口的一侧，多个所述第一凹槽与多个所述第二凹槽对应限定出多个所述液体流道。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述气体歧管孔为多个，所述液体流道设在多个所述气体歧管孔的同一侧。
附图说明
16.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1是本实用新型实施例中燃料电池的部分结构示意图；
18.图2是图1中i处局部放大图；
19.图3是图1中燃料电池中双极板的主视图；
20.图4是图3中ii处局部放大图；
21.图5是图1中燃料电池中膜电极的主视图；
22.图6是图5中iii处局部放大图。
23.附图标记
24.100、燃料电池；
25.10、气体歧管孔；11、液体流道；
26.20、极板；21、第一气体歧管口；211、第一凹槽；212、第一凸出部；22、加强结构；
27.30、膜电极；31、第二气体歧管口；311、第二凹槽；312、第二凸出部。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.下面将参考图1-图6并结合实施例来详细说明本实用新型。
30.如图1所示，根据本实用新型实施例的燃料电池100，燃料电池100包括：极板20与膜电极30。
31.极板20上设置有第一气体歧管口21，第一气体歧管口21的内壁上设有第一凹槽211。
32.膜电极30与极板20相互贴合设置，膜电极30上设置有第二气体歧管口31，第一气体歧管口21和第二气体歧管口31对应设置并连通形成气体歧管孔10，第二气体歧管口31的内壁上设有第二凹槽311，第一凹槽211与第二凹槽311对应连通并限定出液体流道11，液体流道11延伸出气体歧管孔10。
33.其中，空气或氢气可以从气体歧管孔10进入极板20与膜电极30之间的空间，从而在极板20与膜电极30之间的空间内发生反应产生电能，第一凹槽211与第二凹槽311对应连通，也就是说液体流道11是由第一凹槽211与第二凹槽311拼接成，液体流道11无需单独加工。
34.如图1所示，燃料电池100竖直放置，前后左右方向为水平方向，第一凹槽211与第二凹槽311水平对应连通。为了方便描述，后续描述中出现的水平方向均为前后左右方向，可以理解，前后左右方向为水平方向只是举例，并不代表对实用新型的限制。
35.其中，气体歧管孔10为氢气与空气的进出提供流道。相关技术中气体歧管孔因为与外部空间接触，气体歧管孔的温度较燃料电池内部的温度较低，反应过程中的水蒸气遇到低温的气体歧管孔发生冷凝，冷凝的液态水集聚在气体歧管孔上会对集聚处的涂层产生腐蚀，同时在低温情况下，对该处的密封性能也会造成损害。同时相关技术部分方案对气体歧管孔加热，减小温度变化，从而减少液态水的产生，但是加热装置增加了燃料电池系统的复杂性，降低了燃料电池系统的效率。
36.本实用新型通过设置液体流道11引导冷凝的液态水的流动，同时液体流道11沿延伸出气体歧管孔10，借助气体歧管孔10中空气或氢气的流动使得液态水不会集聚在液体流道上，液体流道11延伸出气体歧管孔10，可以使得液态水流出气体歧管孔10，避免液态水的集聚，从而减少对涂层的腐蚀，同时降低了对密封性能的要求，同时可以避免增加燃料电池系统的复杂性，保证燃料电池系统的效率。
37.根据本实用新型实施例的燃料电池100，通过设置液体流道11引导液态水的流动，同时液体流道11延伸出气体歧管孔10，使得液态水无法集聚在气体歧管孔10上，减少对涂层的损害，降低对密封性能的要求。
38.根据本实用新型的一些实施例，液体流道11为多个，多个液体流道11周向分布在气体歧管孔10的内壁上。通过设置多个液体流道11增大对液态水的控制范围，减小液态水集聚在气体歧管孔10上的概率，且气体歧管孔10的周向上均分布有液体流道11，减少液态水集聚在气体歧管孔10角落的概率。
39.如图1所示，根据本实用新型的一些实施例，设在气体歧管孔10一侧的多个液体流道11均匀间隔设置。可以理解，气体歧管孔10一侧上，相邻的两个液体流道11之间的距离相等，从而引导更多的液态水进入液体流道11，进一步减少液态水集聚在气体歧管孔10上的概率。
40.如图3所示，根据本实用新型的一些实施例，极板20与膜电极30上设有加强结构22，第一气体歧管口21与第二气体歧管口31均设在加强结构22上。通过设置加强结构22增强第一气体歧管口21与第二气体歧管口31的强度，避免极板20在第一气体歧管口21的位置发生变形、膜电极30在第二气体歧管口31的位置发生变形。
41.根据本实用新型的一些实施例，极板20包括阳极板与阴极板，膜电极30设在阳极板与阴极板之间。也就是说，燃料电池100的结构可以是多个单电池(包括相互贴合设置的阴极板、膜电极30和阳极板)依次堆叠的重复结构，也可以是双极板(包括相互贴合设置的阴极板和阳极板)-膜电极30依次堆叠的重复结构。
42.根据本实用新型的一些实施例，极板20为双极板，双极板为多个，两个相邻的双极板之间设有膜电极30，双极板在膜电极30上的投影设在膜电极30上。也就是说，相邻的两个双极板之间被膜电极30所隔断，相邻的两个双极板无法接触，使得燃料电池100正常工作。
43.具体的，双极板包括阴极板与阳极板，阴极板与阳极板在水平方向上贴合。
44.如图2所示，根据本实用新型的一些实施例，第一凹槽211与第二凹槽311对应齐平。其中，第一气体歧管口21上设有第一凸出部212，第二气体歧管口31上设有第二凸出部
312，第一凸出部212与第二凸出部312对应，第一凸出部212在第二凸出部312上的投影处于第二凸出部312上。第一凸出部212在第二凸出部312上的投影位于第二凸出部312上，第二凸出部312将两侧的第一凸出部212完全隔断，可以使两侧的第一凸出部212无法接触。
45.如图2所示，具体的，气体歧管孔10的中心轴与第一凸出部212之间距离大于与第二凸出部312之间的距离，也就是说，第二凸出部312上除了对应第一凸出部212的部位还有多余的部位，从而使得第二凸出部312具有富余的部位隔断两侧的第一凸出部212，进一步减小两侧的第一凸出部212接触的概率。
46.如图3至图6所示，根据本实用新型的一些实施例，第一凹槽211为多个，多个第一凹槽211均匀分布在第一气体歧管口21的一侧，第二凹槽311为多个，多个第二凹槽311对应多个第一凹槽211均匀分布在第二气体歧管口31的一侧，对应的第一凹槽211与第二凹槽311对应限定出液体流道11。第一凹槽211为多个，第二凹槽311为多个，对应的第一凹槽211与第二凹槽311对应连通，液体流道11便构造为多个，且液体流道11沿水平方向延伸，使得各个部位的液态水均可以被液体流道11引导。
47.根据本实用新型的一些实施例，气体歧管孔10为多个，液体流道11设在多个气体歧管孔10的同一侧。通过设置液体流道11在多个气体歧管孔10的同一侧，方便对燃料电池100上的流路统一管理。例如，气体歧管孔10为四个，四个气体歧管孔10的液体流道11均设在气体歧管孔10的下侧，从而使得燃料电池100上的流道清晰，方便液体流道11与冷却流道等燃料电池100上其他流道连通，且气体歧管孔10上的液态水均可以在自身重力的作用下自动流动至液体流道11内。
48.具体的，多个气体歧管孔10包括氢气进气歧管孔、氢气出气歧管孔、空气进气歧管孔及空气出气歧管孔，氢气进气歧管孔内通入氢气，氢气出气歧管孔排出氢气，空气进气歧管孔内通入空气，空气出气歧管孔排出空气，氢气进气歧管孔与氢气出气歧管孔分设在燃料电池100的两个对角上，空气进气歧管孔与空气出气歧管孔分设在燃料电池100的另两个对角上。
49.更具体的，燃料电池100上还设有冷却排液歧管口与冷却进液歧管口，冷却排液歧管口排出冷却液，冷却进液歧管口通入冷却液，冷却排液歧管口设在氢气进气歧管孔与空气出气歧管孔之间，冷却进液歧管口设在氢气出气歧管孔与空气进气歧管孔之间。
50.根据本实用新型的一些实施例，燃料电池100还包括：进出气端板，进出气端板设在极板20或膜电极30的一侧上，另一侧设置有盲端板，进气端板上设有连通气体歧管孔10的气体管道，用于向燃料电池100通入空气和氢气，或引导燃料电池100内的空气与氢气排出。例如，进出气端板设在极板20的一侧，或者进出气端板设在膜电极30的一侧。
51.本实用新型通过上述设置，减少液态水的集聚，提高燃料电池冷启动、耐久等性能指标。
52.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。