[发明专利]燃料电池分隔件、单体燃料电池、燃料电池电堆和极板

说明书

本发明公开了一种燃料电池分隔件、单体燃料电池、燃料电池电堆和极板，燃料电池分隔件包括：阳极板，阳极板包括阳极基板和阳极衬板，阳极基板包括阳极反应区和环绕阳极反应区的阳极边缘区，阳极衬板贴合在阳极边缘区的第一侧面，阳极衬板设有阳极导流道；阴极板，阴极板包括阴极基板和阴极衬板，阴极基板包括阴极反应区和环绕阴极反应区的阴极边缘区，阴极衬板贴合在阴极边缘区的第一侧面，阴极衬板设有阴极导流道，阳极反应区的第一侧面和阴极反应区的第一侧面用于连接燃料电池电堆的膜电极组件。通过设计复合层叠结构的极板，可以省去基板边缘区的导流区，从而降低燃料电池分隔件的加工难度，降低燃料电池分隔件的加工成本。

技术领域

本发明属于燃料电池制造技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池分隔件、具有该燃料电池分隔件的燃料电池电堆、一种单体燃料电池和一种燃料电池极板。

背景技术

燃料电池尤其氢燃料电池主要用于新能源汽车系列的燃料电池动力汽车、客车以及卡车、新能源燃料电池动力机车、飞行器、家庭用分散电源等领域。

燃料电池具有堆叠结构，通常是由单体燃料电池层叠多个而成的层叠体而构成。单体燃料电池一般来说包括发电体和隔板，发电体包含电解质膜和配置在电解质膜两面上的电极催化层。在燃料电池组中，层叠体的两端依次层叠集电板、绝缘板、端板，并使用连结装置将分别处于层叠体两侧的一对端板连结，使其保持层叠状态。

相关技术中，金属极板的边缘区需要采用冲压方式设置沟槽结构，提供从气体歧管到反应区的通道。这种冲压结构对冲压设备和焊接设备的工艺要求高，过于复杂的流道结构对排水排气有一定不利影响。

夹持膜电极的阴阳极板边缘，需要实现良好绝缘。绝缘材料往往需要与膜电极形成一体零件。这样增加了工艺复杂性，也容易造成膜电极的损坏。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

根据本发明实施例的燃料电池分隔件，包括：阳极板，所述阳极板包括阳极基板和阳极衬板，所述阳极基板包括阳极反应区和环绕所述阳极反应区的阳极边缘区，所述阳极衬板贴合在所述阳极边缘区的第一侧面，所述阳极衬板设有阳极导流道；阴极板，所述阴极板包括阴极基板和阴极衬板，所述阴极基板包括阴极反应区和环绕所述阴极反应区的阴极边缘区，所述阴极衬板贴合在所述阴极边缘区的第一侧面，所述阴极衬板设有阴极导流道，所述阳极反应区的第一侧面和所述阴极反应区的第一侧面用于连接燃料电池电堆的膜电极组件。

根据本发明实施例的燃料电池分隔件，通过设计复合层叠结构的极板，可以省去基板边缘区的导流区，从而降低燃料电池分隔件的加工难度，降低燃料电池分隔件的加工成本。

根据本发明一个实施例的燃料电池分隔件，所述阳极衬板的第二侧面贴合在所述阳极边缘区的第一侧面，所述阳极衬板的第二侧面设有凹槽以形成所述阳极导流道；所述阴极衬板的第二侧面贴合在所述阴极边缘区的第一侧面，所述阴极衬板的第二侧面设有凹槽以形成所述阴极导流道。

根据本发明一个实施例的燃料电池分隔件，所述凹槽的深度为j，满足：0.2mm≤j≤0.5mm。

根据本发明一个实施例的燃料电池分隔件，所述凹槽的深度为j，所述阳极衬板或所述阴极衬板的厚度为k，满足：0.5≤j/k≤0.8。

根据本发明一个实施例的燃料电池分隔件，所述阳极衬板的第一侧面为平面，所述阴极衬板的第一侧面为平面。

根据本发明一个实施例的燃料电池分隔件，所述阳极导流道和所述阴极流道均为多个，多个所述阳极导流道并排设置，多个所述阴极导流道并排设置，且相邻的两个所述阳极导流道之间的间距或相邻的两个所述阴极导流道之间的间距为p，满足：0.8mm≤p。

根据本发明一个实施例的燃料电池分隔件，所述阳极基板和所述阴极基板为金属板或非金属板，所述阳极衬板和所述阴极衬板均为高分子材料板。