一种质子交换膜燃料电池石墨双极板的制作方法

电气元件制品的制造及其应用技术1.本实用新型涉及质子交换膜燃料电池技术领域，特别是涉及一种质子交换膜燃料电池石墨双极板。背景技术：2.质子交换膜燃料电池(pemfc)是一种直接将化学能转化为电能的发电装置，具有转化效率高、无污染、低温启动快、运行噪音小等特点，可以广泛应用于汽车、轮船、有轨电车等交通运输领域，也可用于固定电站、便携式电器设备等领域。3.pemfc一般由多片双极板和膜电极叠加组装而成，膜电极在两片双极板之间构成一个单电池，单电池相连构成整个电堆。双极板作为pemfc的核心零部件，具有为反应气体提供通道、集流导电、导热、支撑膜电极、隔断反应气体、排水等作用，同时在双极板中间提供冷却液通道，控制电堆的温度。4.现有技术的双极板主要采用直流道、蛇行流道等流道形式，流道内生成的水不容易及时排出。同时由于双极板流道内的反应气体分布不均匀，进一步阻碍了流道内生成的水被及时排出，容易造成个别流道产生“水淹”的现象，影响pemfc电堆整体性能，严重时还会出现单电池电压过低而造成停机的问题。技术实现要素：5.本实用新型的目的是：对pemfc的流道进行改进，使得生成的水能够及时排出，同时平衡流道内的气压使生成的水更容易排出。6.为了实现上述目的，本实用新型公开了一种质子交换膜燃料电池石墨双极板，双极板上从左到右依次设置有第一出入口区、第一气体分配区、流场反应区、第二气体分配区和第二出入口区；所述流场反应区设置有若干反应脊，所述反应脊平行布置且形成若干第一沟槽，所述第一沟槽连通第一气体分配区和第二气体分配区，在每个反应脊的长度方向上开设有若干和第一沟槽深度一致的第二沟槽，所述每个反应脊上的第二沟槽设置位置相同且若干个位置相同的第二沟槽组成气压和积水调节通道。7.进一步的，所述在同一个反应脊上的第二沟槽的间隔为30cm到40cm。8.进一步的，所述第二沟槽的宽度为2cm到3cm。9.进一步的，所述第一出入口区和第一气体分配区之间设置有胶线槽；第二出入口区和第二气体分配区之间设置有胶线槽。10.进一步的，所述双极板的第一出入口区设置有第一气体入口、冷却水出口和第二气体出口，所述双极板的第二出入口区设置有第一气体出口、冷却水入口和第二气体入口。11.本实用新型的一种实施例中，所述双极板为燃料电池的氧极板。12.本实用新型的一种实施例中，所述双极板为燃料电池的氢极板。13.本实用新型还公开了一种双极板，应用上述的燃料电池氧极板。14.本实用新型还公开了一种双极板，应用上述的燃料电池氢极板。15.本实用新型实施例一种质子交换膜燃料电池石墨双极板与现有技术相比，其有益效果在于：通过在反应脊上开设第二沟槽并使第二沟槽形成气体和积水的调节通道，可以使积水沿调节通道向两侧的流道第一沟槽流道，避免积水堆积在一个第一沟槽内。同时调节通道也可以使气体通过调节通道进行流道，平衡不同第一沟槽内的气体压强，使积水更容易排出。附图说明16.图1是本实用新型的整体结构示意图；17.图2是本实用新型反应脊的局部放大图；18.图3是本实用新型图2中局部放大图的示意图；19.图中，1、第一气体入口；2、冷却水出口；3、第二气体出口；4、第一气体出口；5、冷却水入口；6、第二气体入口；7、胶线槽；8、气体分配区；9、流场反应区；91、反应脊；92、第一沟槽；93、第二沟槽。具体实施方式20.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。21.实施例1：22.参照附图1－3，本实用新型公开了一种质子交换膜燃料电池石墨双极板，双极板上从左到右依次设置有第一出入口区、第一气体分配区、流场反应区9、第二气体分配区和第二出入口区；所述流场反应区9设置有若干反应脊91，所述反应脊91平行布置且形成若干第一沟槽92，所述第一沟槽92连通第一气体分配区和第二气体分配区，在每个反应脊91的长度方向上开设有若干和第一沟槽92深度一致的第二沟槽93，所述每个反应脊91上的第二沟槽93设置位置相同且若干个位置相同的第二沟槽93组成气压和积水调节通道。23.双极板上设置有气体分配区8，气体分配区8包括第一气体分配区和第二气体分配区，分别用于进气和出气的气体分配。24.在电池的使用过程中由于流场反应区9内复杂的反应情况和其它因素的干扰，流场反应区9内生成的水和流场反应区9内的压强是不均衡的。同时电池内如果积攒了较多的水影响反应的进行，造成个别流道的“水淹”现象，进而影响整个电池的性能。而现有技术中的直流道或蛇形流道由于各个流道之间没有相互连通的沟槽因此不能平衡流场反应区9的压强，也不能方便的借助相邻的流道排出积水。因此在本实用新型的技术方案中开设了第二沟槽93用来平衡流场反应区9的气压，并且使得相邻的流道可以分流积水，使积水更快的排出。25.为了达到更好的技术效果，将第二沟槽93设置在了反应脊91的相同位置，这样可以使积水或气体更加直接快速的穿过多个反应脊91之间形成的第一沟槽92，达到积水少或气压低的区域。使得在排出积水或平衡气压时更加的快速。如果不将第二沟槽93设置在相同的位置则会造成积水和气体不能快速的到达相应的流道，降低积水排出的效率和气压平衡的时间。26.为了达到更好的积水和气压平衡效果，所述在同一个反应脊91上的第二沟槽93的间隔为30cm到40cm。27.为了达到更好的积水和气压平衡效果，所述第二沟槽93的宽度为2cm到3cm。28.所述第一出入口区和第一气体分配区之间设置有胶线槽7；第二出入口区和第二气体分配区之间设置有胶线槽7。胶线槽7起到密封作用，避免气体的不当混合。29.所述双极板的第一出入口区设置有第一气体入口1、冷却水出口2和第二气体出口3，所述双极板的第二出入口区设置有第一气体出口4、冷却水入口5和第二气体入口6。30.实施例2：31.在实施例1的基础上，所述双极板为燃料电池的氧极板。第一气体为氧气，第二气体为空气。32.所述双极板的第一出入口区设置有氧气入口、冷却水出口2和空气出口，所述双极板的第二出入口区设置有氧气出口、冷却水入口5和空气入口。氧气入口对应第一气体入口1，氧气出口对应第一气体出口4，空气出口对应第二气体出口3，空气入口对应第二气体入口6。第一出入口区的氧气入口、冷却水出口2和空气出口从上到下依次排列。第二出入口区的氧气出口、冷却水入口5和空气入口从上到下依次排列。33.实施例3：34.在实施例1的基础上，所述双极板为燃料电池的氢极板。第一气体为氢气，第二气体为空气。35.所述双极板的第一出入口区设置有氢气入口、冷却水出口2和空气出口，所述双极板的第二出入口区设置有氢气出口、冷却水入口5和空气入口。氢气入口对应第一气体入口1，氢气出口对应第一气体出口4，空气出口对应第二气体出口3，空气入口对应第二气体入口6。第一出入口区的氢气入口、冷却水出口2和空气出口从上到下依次排列。第二出入口区的氢气出口、冷却水入口5和空气入口从上到下依次排列。36.实施例4：37.在实施例2的基础上，本实用新型还公开了一种双极板，应用实施例2中的燃料电池的氧极板。38.实施例5：39.在实施例3的基础上，本实用新型还公开了一种双极板，应用实施例3中的燃料电池的氢极板。40.本实用新型实施例一种质子交换膜燃料电池石墨双极板与现有技术相比，其有益效果在于：通过在反应脊91上开设第二沟槽93并使第二沟槽93形成气体和积水的调节通道，可以使积水沿调节通道向两侧的流道第一沟槽92流道，避免积水堆积在一个第一沟槽92内。同时调节通道也可以使气体通过调节通道进行流道，平衡不同第一沟槽92内的气体压强，使积水更容易排出。41.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。









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