[发明专利]一种燃料电池散热双极板

说明书

本发明涉及一种燃料电池散热双极板，包括阴极板和阳极板，其特征在于，所述的阴极板和阳极板之间设有散热段，所述散热段由若干层的散热板依次叠加组成，所述散热板上设有多条平行直槽，若干层的散热板依次叠加后，相邻两板之间的平行直槽构成流体通道，构成散热段中第一层和最后一层所述流体通道的平行直槽一端设有端口一和端口二，所述端口一和端口二暴露于空气中，且端口一和端口二分别位于散热段两端，散热段中其余平行直槽两端封闭；与现有技术相比，本发明具有散热效果好、可靠性高、安装方便、散热片可以任意组合等优点。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池散热双极板。

背景技术

燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。燃料电池通常由多个电池单元构成，每个电池单元包括两个电极(阳极和阴极)，该两个电极被电解质元件隔开，并且彼此串联地组装，形成燃料电池堆。通过给每个电极供给适当的反应物，即给一个电极供给燃料而另一个供给氧化剂，实现电化学反应，从而在电极之间形成电位差，并且因此产生电能。

为了给每个电极供给反应物，使用通常称为“双极板”并且设置在每个单个电池的两侧的特定界面元件。这些双极板通常是邻近阳极或阴极支撑体放置的单个元件的形式。双极板是燃料电池组的重要元件。燃料电池堆在运行过程中，双极板执行如下功能以维持燃料电池堆的最佳工作状态以及使用寿命：(1)电池导电体，极板两侧分别形成阴极阳极，将一个个电池单元串联以组成燃料电池堆；(2)通过流道向电极提供反应气(传质)；(3)协调水与热的管理，防止冷却介质及反应气体外漏；(4)向膜电极组件(MEA)提供结构强度支持。

双极板不但需要提供反应物的流道，还需要排出反应后生成水与热量，避免因热量蓄积而造成燃料电池的不能工作和寿命的缩短。为此，一般的设计方案是在阴极板背面设置导流槽作为冷却介质流道，通过冷却介质流道中高速气流带走反应产生的热。但是这种冷却流道受导流板大小的限制。尤其是对风冷型燃料电池，如CN202308177U，该专利通过在阴极板和阳极板上设有多条冷却风流道，加快电堆散热速度。该类技术的缺点在于，因为冷却通道直接设在阴、阳极板板上，一旦板的尺寸确定，就不能根据电池的大小来调整散热面积，常常由于散热面积有限，散热效果差，造成燃料电池产生的热量不能全部散掉，从而影响燃料电池的性能，或者增加冷却风扇的风量来达到散热的目的，但是这样又增加了额外的功耗。另外，双极板材料昂贵，如果直接在双极板背面设冷却流道，增加了制作难度，同时导致双极板板体变厚，进一步增加材料成本。

另一种设计方式是将氧化剂直接充当冷却剂，因此双极板上的氧化剂流道同时充当冷却剂流道。如CN1996647A，该专利将阴极流场板的氧化剂分配管道设计为开放性沟槽。该类技术的缺点在于，冷却所需流量与氧化剂所需流量并不一致，且直接采用开放式流道供氧化剂，对空气要求极高，适用环境极少。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种散热效果好、可靠性高的燃料电池散热双极板。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种燃料电池散热双极板，包括阴极板和阳极板，阴极板和阳极板上设有燃料进出孔和氧化剂进出孔，其特征在于，所述的阴极板和阳极板之间设有散热段，所述散热段由若干层的散热板依次叠加组成，所述散热板上设有双排的上下位置相同的多条平行直槽或单排开口交错的多条平行直槽，若干层的散热板依次叠加后，相邻两板之间的平行直槽构成流体通道，散热段第一片散热板上表面的平行直槽与阳极板叠加后构成散热段第一层流体通道，散热段最后一片散热板下表面的平行直槽与阴极板叠加后构成散热段最后一层流体通道，构成散热段中第一层所述流体通道的平行直槽一端设有端口一，构成散热段中最后一层所述流体通道的平行直槽一端设有端口二，所述端口一和端口二暴露于空气中，且端口一和端口二分别位于散热段两端，散热段中其余平行直槽两端封闭。

所述的平行直槽的截面形状为矩形、梯形、半圆形、圆形、五角星形或多边形。

所述的平行直槽靠近两端处设有通孔。