[发明专利]石墨双极板及质子交换膜燃料电池

说明书

本发明公开一种石墨双极板及质子交换膜燃料电池。石墨双极板包括两个石墨单元板，每一石墨单元板包括层叠设置的端板及流场板，以在二者的层叠处限定出沿横向并行间隔的多个水浴流道，每一水浴流道包括上下间隔的两个横向段、及连接两个横向段的竖向段；两个石墨单元板其一为阴极板，另一为阳极板。本发明中，在端板及流场板之间设置水浴流道，不干扰流场板与膜电极之间的反应，也即不影响电堆的工作；水浴流道通过两个横向段及竖向段而设置成连通的Z字型，在有限的板面内增大水流量同时减小流阻，促进去离子水的顺利流通以利于换热，且便利于对电池进行水热管理，使得电堆持续在适宜温度下运行，有助于提升电堆的稳定性。

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池技术领域，具体涉及一种石墨双极板及质子交换膜燃料电池。

背景技术

双极板在电堆中起到收集电流、分隔燃料和氧化剂、传热、支撑电堆等重要作用。其中，石墨双极板因其具有电、导热性能好、电阻低、耐腐蚀性强、适合批量加工等优点而被广泛应用于质子交换膜燃料电池中。

作为处于提供能量核心地位的质子交换膜燃料电池在运行时，会在电池进行电化学反应过程中产生大量热，该热量若得不到及时发散，容易影响电堆的性能稳定。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种石墨双极板及质子交换膜燃料电池，旨在提供一种利于散热以确保电堆性能稳定的石墨双极板及质子交换膜燃料电池。

为实现上述目的，本发明提出的一种石墨双极板，用于质子交换膜燃料电池，所述石墨双极板包括两个石墨单元板，每一所述石墨单元板包括层叠设置的端板及流场板，以在二者的层叠处限定出沿横向并行间隔设置的多个水浴流道，每一所述水浴流道包括上下间隔的两个横向段、以及连接所述两个横向段的竖向段；

其中，所述两个石墨单元板的其一为阴极板，另一为阳极板。

可选地，所述石墨单元板具有沿层叠方向贯穿所述端板及所述流场板且连通所述水浴流道设置的水浴进口与水浴出口，所述水浴进口设于所述水浴出口的下方。

可选地，所述流场板具有背对对应的所述端板设置的流场侧，所述流场板的流场侧设有气体流道；

所述气体流道包括沿横向并行间隔设置的多个通道段，每一所述通道段沿上下向延伸。

可选地，所述阳极板的气体流道还包括分设于所述多个通道段的进口处及出口处的两个配气流道。

可选地，所述阳极板的流场侧设有多个凸柱，所述多个凸柱分设于所述多个通道段的进口处及出口处，所述多个凸柱构成所述两个配气流道；

其中，每一所述凸柱的外周侧呈弧面状设置。

可选地，所述石墨单元板具有沿层叠方向贯穿所述端板及所述流场板且连通所述气体流道设置的气体进口与气体出口；

所述石墨单元板还包括设于所述端板及所述流场板之间的扰流件，所述扰流件设于所述气体进口处和/或所述气体出口处，以对经过的气体进行扰流。

可选地，所述扰流件包括板状本体及贯穿所述板状本体厚度方向设置的多个过气孔。

可选地，所述石墨单元板具有沿层叠方向贯穿所述端板及所述流场板且连通所述气体流道设置的气体进口与气体出口；其中，

所述阴极板的气体进口处设有至少一个加强筋；和/或，

所述阴极板上邻近气体出口处设有安装腔，所述安装腔用以供冷凝器安装。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种质子交换膜燃料电池，包括：

膜电极；以及，

如上所述的石墨双极板；