[发明专利]一种燃料电池及其阴极板

说明书

本申请公开了一种阴极板，包括：用于隔离气体的隔板；与隔板围成排水通道，并与燃料电池的膜电极围成气体通道的流场板，排水通道和气体通道相互连通，以使气体通道中的液态水能够流入到排水通道中。当安装有上述阴极板的燃料电池在工作时，由于专门设置了用于导流反应气体的气体通道，和用于导流反应生成的液态水的排水通道，即令液态水和反应气体分别通过不同的通道来实现导流，同时由于气体通道和排水通道相互连通，使得气体通道中反应生成的液态水能够流入到排水通道中，令液态水无法再对反应气体形成阻塞，进而避免了“水淹”现象的发生，使得燃料电池的工作性能得到了进一步的提高。本发明还提供了具有上述阴极板的一种燃料电池。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种阴极板，本发明还涉及具有上述阴极板的一种燃料电池。

背景技术

质子交换膜燃料电池(后续简称为燃料电池)是一种直接将化学能转化成电能的发电装置，其具有能量转换效率高、结构紧凑、可靠性好、启动速度快、噪音低、环境污染小等诸多突出优点，可以从根本上解决困扰经济发展的环境和能源问题，从而被公认为优秀的清洁动力源，并成为了各国研究的热点。

在燃料电池运行过程中，由化学反应产生的水从会从燃料电池的催化层透过燃料电池的气体扩散层后到达燃料电池的阴极板，在气体的对流作用下反应生成的水被排出电池。在现有技术中，燃料电池阴极板内同时存在有液态水以及反应气体，其同时肩负分配反应气体以及排除液态水的双重重任，若液态水得不到及时排出，容易产生“水淹”现象，即液体水堵塞流道和扩散层的气体传输通道，影响反应气体在阴极板内流场的分配，造成水淹区域反应气体饥饿，轻则引起产生的电流分布不均，燃料电池工作性能下降，重则甚至会引起燃料电池失效，严重威胁燃料电池的使用寿命。

因此，如何进一步的提高燃料电池的工作性能，已经成为目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型的阴极板，通过对原有结构进行改进，避免了燃料电池“水淹”现象的发生，使得燃料电池的工作性能得到了进一步的提高。本发明还提供了具有上述阴极板的一种燃料电池。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种阴极板，用于设置在燃料电池的阴极，包括：

用于隔离气体的隔板；

与所述隔板围成排水通道，并与所述燃料电池的膜电极围成气体通道的流场板，所述排水通道和所述气体通道相互连通，以使所述气体通道中的液态水能够流入到所述排水通道中。

优选的，上述阴极板中，所述流场板为波纹板，并且所述流场板的每个波峰和每个波谷的截面形状均为矩形；所述隔板位于所述流场板的顶部并与所述流场板的波谷围成所述排水通道，所述膜电极位于所述流场板的底部并与所述流场板的波峰围成所述气体通道。

优选的，上述阴极板中，所述流场板包括多个并排连接的波纹条，并且相邻连接的所述波纹条之间具有间隙。

优选的，上述阴极板中，所述流场板的波峰顶壁上设置有将气体导向所述间隙底部的导向斜面。

优选的，上述阴极板中，相邻设置的不同所述波纹条以波峰与波峰错位、波谷与波谷错位的方式连接。

优选的，上述阴极板中，所述波谷的底壁为由多孔材料成型的多孔底壁。

优选的，上述阴极板中，所述波谷的底壁上设置有多个直径为0.01mm-0.1mm的渗水孔。

优选的，上述阴极板中，所述波峰为表面经过疏水处理的凸台结构，所述波谷为表面经过亲水处理的凹槽结构。

优选的，上述阴极板中，所述气体通道的宽度大于所述排水通道的宽度；所述隔板为金属平板，且厚度为0.1mm-1mm。