[实用新型]一种新型氢燃料电池金属双极板

说明书

本实用新型公开了一种新型氢燃料电池金属双极板，包括焊接在一起的阳极单板和阴极单板，所述阳极单板和阴极单板结构相同，还包括进口通道区、进口端流道过渡区、流场流道区、出口端流道过渡区、出口通道区、密封线区及焊接线区，该双极板采用金属材质压模成型，成型质量好，质量轻，生产效率高，热传导性能好，提高了氢燃料电池的散热性能，该金属双极板改进了流道过渡区的结构和优化了双极板细部结构尺寸，增加了密封线区，使燃料、氧化剂及阳极单板和阴极单板之间的冷却液的流通和分配更加均匀。

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池技术领域，尤其是一种新型氢燃料电池金属双极板。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)以其高效率、高比能量、低污染被认为是一种具有潜力的清洁能源。双极板是PEMFC的关键组成部分，不仅占据电池重量的70％～80％，而且在电池生产成本中也占据相当大的比例，它具有机械支撑膜电极、隔离和分布反应物、收集并传导电流的功能，同时，还担负整个电池系统的散热功能和排水功能。

现今传统双极板主要采用石墨材料，通过模压成型各种流道形状。但石墨双极板不仅厚且重，增加了整个电池系统的重量，而且石墨双极板的机械强度低、导电阻力大、加工成本高等缺点，一直制约着电池系统整体性能的提升。

并且，现有金属双极板与MEA间在密封燃料和氧化剂时采用的是大面积压缩密封垫来达到密封效果，但这种方式只能针对小功率电堆、进气压力不大的情况有密封效果；对一些需求高压进气的大功率电堆来说，这种方式存在气体泄露的风险。此外，现有的很多金属双极板中间冷却流道的流通并不理想，冷却液分配均匀性存在问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提出了一种新型氢燃料电池金属双极板，采用金属材质压模成型，成型质量好，质量轻，生产效率高，热传导性能好，提高了氢燃料电池的散热性能，该金属双极板改进了流道过渡区的结构和优化了双极板细部结构尺寸，增加了密封线区，使燃料、氧化剂及阳极单板和阴极单板之间的冷却液的流通和分配更加均匀。

一种新型氢燃料电池金属双极板，包括焊接在一起的阳极单板和阴极单板，所述阳极单板和阴极单板结构相同，包括进口通道区、进口端流道过渡区、流场流道区、出口端流道过渡区、出口通道区、密封线区及焊接线区；

所述进口通道区包括燃料进口、冷却剂进口及氧化剂进口，所述出口通道区包括燃料出口、冷却剂出口及氧化剂出口，氧化剂进口和氧化剂出口的截面积分别不小于燃料进口和燃料出口的截面积，所述燃料进口、燃料出口、氧化剂进口及氧化剂出口的脊背开设有多个出气孔；

所述进口端流道过渡区和出口端流道过渡区将燃料进口、流场流道区及燃料出口或者氧化剂进口、流场流道区及氧化剂出口连通，所述进口端流道过渡区和出口端流道过渡区均设有大凸台、小凸台及多个条状分流部，所述大凸台与流场流道区衔接，所述条状分流部与大凸台部分重叠，所述小凸台设置在大凸台上，所述大凸台的高度不大于小凸台的高度，所述条状分流部、流场流道区及小凸台的顶部在同一水平面上；

所述密封线区设于各个进气口和出气口的外侧，阳极单板和阴极单板密封线区之间的间隙为冷却液流道，所述焊接线区设于燃气进口、燃气出口、氧化剂进口及氧化剂出口的密封线区的外侧，所有整个阳极单板和阴极单板的外边缘也设有焊接线区，焊接线区用于固定阳极单板和阴极单板。

作为上述技术方案的优选，所述阳极单板和阴极单板采用不锈钢薄板模压成型。

作为上述技术方案的优选，所述焊接线区的模压深度与流场流道区的模压深度一致，所述密封线区的模压深度小于焊接线区的模压深度。

作为上述技术方案的优选，所述密封线区的模压深度为0.4～0.6倍的焊接线区的模压深度。

作为上述技术方案的优选，所述大凸台的高度为0.4～0.5倍的小凸台的高度。