[发明专利]一种氢燃料电池流场板

说明书

本发明公开了一种氢燃料电池流场板，包括金属基板，所述金属基板正面开设有氢侧流槽且所述金属基板背面开设有氧侧流槽，所述金属基板由钛合金制成，所述金属基板的厚度为0.05mm‑0.15mm，所述金属基板外壁形成有碳纤维渗透层。通过采用上述技术方案，当金属基板为钛合金时，在满足抗压强度≥75Mpa和抗折强度≥50Mpa的条件下，金属基板只需0.05mm‑0.15mm即可。减小了燃料电池电极堆的体积，从而使燃料电池可安装在更多安装空间较小的工况下。碳纤维渗透层，可提高金属基板的导电性，从而减小了电流产生后在流场板上的损失，使燃料电池可输出更多的有效电能。

技术领域

本发明涉及氢燃料电池，具体涉及一种氢燃料电池流场板。

背景技术

流场板是燃料电池的重要组成部分，它为电池分配燃料与氧化剂并串连相邻电池。由于实际生产中燃料电池的性能不但取决于电池的材料和工艺水平，还很大程度上受到燃料和氧化剂流体分配均匀性的影响，均匀的流体分配有利于提高质子交换膜燃料电池的性能。在现有技术中一般采用石墨来制作流场板。

如公告号为CN203760566U的专利，该专利公开了一种燃料电池中的石墨流场板结构，包括硬质石墨板体，在硬质石墨板体上成型有上通孔和下通孔，上通孔和下通孔形状和大小相同且在硬质石墨板体相对平行排列，在硬质石墨板体的一侧上成型有若干个氢侧流槽，氢侧流槽的二端分别与上通孔和下通孔相通；在上通孔和下通孔之间的硬质石墨板体的另一侧上成型有若干个氧侧流槽，氧侧流槽的二端分别与硬质石墨板体的外部相通。

该专利的缺点在于：该流场板由硬质石墨板体构成，当流场板要达到抗折强度达到≥50Mpa，抗压强度达到≥75Mpa时，流场板的厚度需至3mm-4mm，使用该流场板的燃料电池体积会较大。当使用该流场板的燃料电池需用于一些特殊场合时，如使用在小型无人机上时，由于无人机可安装燃料电池的空间，该燃料电池将会由于空间不够而无法安装。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种氢燃料电池流场板，通过将流场板设置呈设有碳纤维渗透层的金属基板，金属基板为钛合金制成，在满足抗压强度≥75Mpa和抗折强度≥50Mpa的条件下，金属基板只需0.05mm即可，从而减小燃料电池的体积，使燃料电池可安装在更多安装空间较小的工况下。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种氢燃料电池流场板，包括金属基板，所述金属基板正面开设有氢侧流槽且所述金属基板背面开设有氧侧流槽，所述金属基板由钛合金制成，所述金属基板的厚度为0.05mm-0.15mm，所述金属基板外壁形成有碳纤维渗透层，所述碳纤维渗透层为内部均匀分布有碳纤维粉末的钛合金板。

通过采用上述技术方案，当金属基板为钛合金时，在满足抗压强度≥75Mpa和抗折强度≥50Mpa的条件下，金属基板只需0.05mm-0.15mm即可。由于燃料电池的电极堆是由流场板堆叠而成，采用金属基板后在流场板主要结构强度相同的前提下，流场板厚度减小到了原来流场板厚度的1/30，大大的减小了燃料电池电极堆的体积，从而使燃料电池可安装在更多安装空间较小的工况下，如小型无人机。

同时由于流场板的最基础作用是收集电化学反应过程中释放出来的电子，电子通过外部负载的过程产生电流，驱动负载工作。故它需要较好的导电性，从而减小电流损失。通过在金属基板外壁添加碳纤维渗透层，从而提高金属基板的导电性，从而减小了电流产生后在流场板上的损失，使燃料电池可输出更多的有效电能。

且由于碳纤维具有较好的耐超高温性，耐疲劳性和耐腐蚀性。从而碳纤维渗透层可有效的防止金属基板氧化，使金属基板具有更长的使用寿命。且由于钛合金的在500℃-600℃的温度下仍保持其强度和抗蠕变性能，碳纤维的熔点为3000摄氏度，故流场板可处于-10℃-600℃的工况环境中工作，使该燃料电池可用于更加广泛的工况中。

本发明的进一步设置为：所述氢侧流槽呈蛇形设置，所述氢侧流槽的始端和末端均开有通槽。