[发明专利]双极板和燃料电池

说明书

本申请提供一种双极板和燃料电池。该双极板包括阴极板(1)和阳极板(2)，阴极板(1)包括空气进口(3)、空气出口(4)和空气流道(5)，空气流道(5)的第一端与空气进口(3)连通，空气流道(5)的第二端与空气出口(4)连通，空气出口(4)全覆盖空气流道(5)。根据本申请的双极板，能够保证阴极侧液态水的及时排出，大大提升双极板在大电流密度下的工作稳定性。

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种双极板和燃料电池。

背景技术

双极板作为燃料电池的重要部件，具有集流、支撑膜电极和均匀分配反应气体的功能。金属双极板一般由两片金属极板通过焊接加工而成(石墨双极板则有两片石墨极板粘接在一起，下面主要以金属双极板为例进行说明)，两片金属极板形成的空间一般作为冷却液的流动空间，用于流通冷却液体，而在金属极板表面布置有多条流道，用于流通反应气体。考虑到燃料电池阴极侧在反应时是产生水的主要场所，在大电流密度下还须考虑阴极流场的排水性能。因此，对于金属极板而言，既要通过巧妙的结构设计使得三种工质——空气、氢气和冷却水能够安全隔离，又要尽可能的保证排水性能好，这是金属双极板设计的主要难点。

对于现有技术的双极板而言，由于氢气进/出口、空气进/出口和冷却水进/出口并排设置，由于受到氢气进/出口和冷却水进/出口的挤占，空气进/出口的宽度较窄，远小于空气流道在中间区域的流道宽度，为了保证空气分布均匀，需要在空气进口侧增加分流结构，同时，在空气出口侧，由于从中间区域到空气出口位置宽度变窄，会存在空气流道的收缩，而这种收缩一般表现为流道数量的减少，这样一来，就会导致空气流道变窄，反应过程中产生的水会在空气流道的出口侧存在较大的流动阻力，在较大电流密度下，容易出现空气流道的排水能力不足，液态水无法及时排出流道的问题，大大降低了极板在大电流密度下的工作稳定性。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种双极板和燃料电池，能够保证阴极侧液态水的及时排出，大大提升双极板在大电流密度下的工作稳定性。

为了解决上述问题，本申请提供一种双极板，包括阴极板和阳极板，阴极板包括空气进口、空气出口和空气流道，空气流道的第一端与空气进口连通，空气流道的第二端与空气出口连通，空气出口全覆盖空气流道。

优选地，沿着从空气进口到空气出口的方向，空气流道的总宽度恒定。

优选地，空气进口位于阴极板的长边的第一端，空气出口分别位于阴极板的长边的第二端，空气进口位于阴极板的短边的第一端，空气出口位于阴极板的短边的第二端。

优选地，空气流道包括弧形段和直线段，弧形段设置在直线段的两端，直线段的第一端通过弧形段与空气进口连通，直线段的第二端通过弧形段与空气出口连通。

优选地，空气流道为多条，各空气流道的长度和宽度相同。

优选地，阴极板还包括氢气进口和氢气出口，氢气进口位于阴极板的长边的第二端，氢气出口分别位于阴极板的长边的第一端，氢气进口位于阴极板的短边的第一端，氢气出口位于阴极板的短边的第二端。

优选地，阴极板还包括冷却液进口和冷却液出口，冷却液进口位于阴极板的长边的第一端，冷却液出口位于阴极板的长边的第二端，阴极板的背侧设置有冷却液流道，冷却液流道的第一端与冷却液进口连通，冷却液流道的第二端与冷却液出口连通。

优选地，冷却液进口和/或冷却液出口全覆盖冷却液流道。

优选地，相邻的空气流道之间通过间隔凸起间隔开，冷却液流道位于间隔凸起的背侧。

优选地，阳极板与阴极板结构相同。

优选地，阳极板和阴极板镜面对称，阳极板和阴极板叠置，形成双极板。