[发明专利]一种便于组成电堆的新型燃料电池集成双极板

说明书

一种便于组成电堆的新型燃料电池集成双极板，属于燃料电池双极板领域。所述双极板同时集成有阳极流道和阴极流道。所述双极板具有第一台阶面、氧气出口、阳极侧流道、阳极侧肋板、中心柱、氢气流动口、侧面凸台、氢气主流道、第二台阶面、氧气出口、阴极侧流道、阴极侧肋板和氧气进气槽。氧气采用中心进气方式，在同等工作面积下能够有效缩短进气路径，使反应气体快速均布于流场区域；而氢气扩散能力较强，采用侧面进气方式。所述双极板同时设置中心柱释放槽、氧气主流道、氢气主流道、氧气进气槽、氧气进气槽释放口等结构，可有效解决燃料电池电堆中气体采用中心进气方式时的密封问题。

技术领域

本发明涉及一种便于组成电堆的新型燃料电池集成双极板，具体地说是采用了径向流场且将阳极板与阴极板集成在一起的新型双极板，属于质子交换膜燃料电池领域。

背景技术

现有燃料电池电堆多采用传统流道结构直流道，采用传统直流道结构的极板在燃料电池工作时会使气体在反应区域内分布的不均匀，进而导致部分活化区域反应不充分，使得电池内局部电流密度偏低，影响了电化学反应进行的速率。而在径向流场中，反应气体由极板中心进入并沿流道向圆周扩散，在同等工作面积下能够有效缩短阴极侧进气路径，从而降低气体压降；能够使反应气体快速均布于工作区域。

但现有极少数径向流场设计均未涉及气体密封问题，因氧气采用中心进气方式时，须确保氧气只能在到达阴极流场时向四周扩散，而在阳极流场处无法向四周进行扩散，只能沿中心通道继续向阴极流场处扩散，气体密封性的问题致使现有径向流场结构只适用于单体结构，难以应用于燃料电池电堆之中。为解决以上问题，本发明将阳极板与阴极板集成在一起，可有效解决气体采用中心进气时气体的密封问题。

发明内容

针对上述的氧气采用中心进气时气体难以密封的问题，本发明提供了一种便于组成电堆的新型燃料电池集成双极板。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种便于组成电堆的新型燃料电池集成双极板，包括双极板阳极侧和双极板阴极侧；所述的双极板阳极侧与双极板阴极侧组合在一起，双极板阳极侧的最大内壁内径与双极板阴极侧的外径直径相同；

所述的双极板阳极侧具有第一台阶面、氧气出口、阳极侧流道、阳极侧肋板、中心柱、氢气流动口、侧面凸台和氢气主流道，氧气出口是位于双极板阳极侧与双极板阴极侧外壁的通孔，双极板阳极侧的氧气出口的最下端位于第一台阶面上侧，阳极侧肋板在阳极侧环形排布，中心柱位于阳极侧流道的中心位置，氢气流动口位于双极板阳极侧的内壁，氢气流动口与氢气主流道在双极板内部相连接；

所述的双极板阴极侧具有第二台阶面、氧气出口、阴极侧流道、阴极侧肋板和氧气进气槽，双极板阴极侧的氧气出口的最下端与第二台阶面齐平，阴极侧肋板在阴极侧环形排布，氧气进气槽位于阴极侧流道的中心位置；

所述的阳极侧肋板是半圆环状结构，具有阳极侧肋板顶面和阳极侧肋板侧面，所述的阳极侧肋板顶面与第一台阶面在一个平面上；所述的阴极侧肋板是四分之一圆环状结构，具有阴极侧肋板顶面和阴极侧肋板侧面，所述的阴极侧肋板顶面与第二台阶面在一个平面上；

所述的阳极侧肋板的阳极侧肋板侧面与相对应的阴极侧肋板的阴极侧肋板侧面在同一圆柱面上；

所述的中心柱具有中心柱顶面、中心柱释放槽和氧气主流道，中心柱释放槽开在中心柱顶面上，氧气主流道为中心柱上的同心通孔，氧气主流道贯穿整个双极板；所述的氧气进气槽具有氧气进气槽底面、氧气进气槽侧面和氧气进气槽释放口，所有的氧气进气槽侧面与同一圆柱面重合，而且此圆柱面的直径等于中心柱的外直径，氧气进气槽释放口是在氧气进气槽侧面的基础上向氧气进气槽侧面外侧方向开的豁口。

所述的阳极侧半圆环状肋板之间形成阳极侧流场；所述的阴极侧四分之一圆环状肋板之间形成阴极侧流场。