一种燃料电池石墨双极板结构的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体为一种燃料电池石墨双极板结构。


背景技术：

2.燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。双极板是燃料电池的一种核心零部件，是关乎燃料电池性能的重要部分；
3.现有技术中的燃料电池，其正负极板并不通用，使得制造成本增加，并且极板的厚度较大，使有限安装空间内的极板数量减少，导致电池的额定输出电压较低，此外，反应所需的气体以混用管道进行运输，往往会在运输过程中发生部分反应，降低了原料的利用率，为此，我们提出一种燃料电池石墨双极板结构。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种燃料电池石墨双极板结构，具有旋转对称式的双极板结构，能够使反应气体分别沿夹合形成的共用通道向反应室中运输，从而防止运输过程中气体就产生反应，且具有可靠的滑动卡接装置，能够将多个极板组前后串联叠加设置，从而形成电堆，并增大燃料电池的电压，可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种燃料电池石墨双极板结构，包括安装滑架、进气反应单元和交换膜固定单元；
6.安装滑架：设有两个，两个安装滑架分别设置在极板主体的左右两侧，所述极板主体包括前后两个正、负极板，且两块极板旋转对称设置在两个安装滑架之间；
7.进气反应单元：包含左通气孔、通气槽、滤气块、进气孔、限位板和反应槽，所述极板主体中正极板的左侧开设有竖向的左通气孔，所述极板主体中正极板的中部开设有方形的反应槽，所述反应槽的内部开设有不少于六条的横向的通气槽，所述通气槽与左端的左通气孔相连通，且通气槽的左端嵌设有一个滤气块，所述滤气块的内部均匀开设有一列进气孔，所述滤气块的前侧安装有限位板，所述限位板与极板主体的前端面所平齐；
8.交换膜固定单元：安装在极板主体中正极板的前侧且位于反应槽的四周位置处。
9.安装滑架用于极板主体的纵向并排滑入及安装，极板主体所含的前后两个极板旋转对称设置，从而使左右两侧的气体通道分别以不同的通气槽与反应槽所连通，多个极板主体连续拼接从而在左右两侧形成共用的左气体通道和右气体通道，左气体通道和右气体通道分别用于向反应槽内输送反应所需的氢气和氧气，滤气块用于对通气槽的端口处进行封堵，从而使气体从进气孔进入，并防止反应产生的液态水从通气槽的端口处流入到左气体通道和右气体通道中，限位板用于滤气块的限位固定，前后两个极板上的反应槽相互拼合从而形成一个反应室，交换膜固定单元用于质子交换膜的固定。
10.进一步的，所述进气反应单元还包含右通气孔，所述极板主体中正极板的右侧开
设有与左气体通道等大小但不与通气槽所连通的右通气孔，右通气孔用于氧气的通入。
11.进一步的，所述交换膜固定单元包含压合框、安装孔和螺钉，所述极板主体中正电极板的前侧且位于反应槽的外边缘处安装有压合框，所述压合框的四角位置处均开设有安装孔，每个安装孔的内部安装有一个螺钉，所述压合框通过螺钉与正电极板固定连接。安装孔用于螺钉的安装，螺钉用于将压合框紧固在正电极板的前侧，压合框用于质子交换膜的安装与固定，质子交换膜为反应提供依附场所。
12.进一步的，还包括安装槽和催化剂滴加孔，所述极板主体的上端中部开设有纵向的安装槽，所述安装槽的底部且位于和反应槽相对应的一侧开设有一行催化剂滴加孔，所述催化剂滴加孔与反应槽所连通。多个极板主体上的安装槽相连形成一个纵向的用于催化剂输送用的通道，催化剂滴加孔用于将催化剂输送通道中的催化剂滴入到反应槽中，从而使反应槽中的气体能够加速反应。
13.进一步的，还包括漏水孔，所述反应槽的下端开设有一行漏水孔，所述漏水孔与极板主体的下端外侧所连通，漏水孔用于将反应中产生的液态水向下漏出。
14.进一步的，还包括卡接滑槽和卡接滑轨，所述极板主体的左右两侧均开设有一组上下对称的两个卡接滑槽，所述安装滑架的四角位置处均安装设置有一个纵向的卡接滑轨，所述卡接滑轨与相邻侧的卡接滑槽滑动连接。卡接滑轨用于和卡接滑槽相互卡接，并使极板主体能够沿卡接滑轨的方向前后滑动，进而完成多个极板主体的安装，从而形成电堆，增大燃料电池的电压。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本燃料电池石墨双极板结构，具有以下好处：
16.1、具有旋转对称式的双极板结构，能够使反应气体分别沿夹合形成的共用通道向反应室中运输，从而防止运输过程中气体就产生反应：当两个旋转对称的正负极板相互贴合时，两侧形成共用的气体通道，通道中的气体经过每一个通气槽处，沿进气孔进入到两个反应槽夹合形成的反应室中；
17.2、具有可靠的滑动卡接装置，能够将多个极板组前后串联叠加设置，从而增大燃料电池的电压：安装时将两个极板四角位置处的卡接滑槽与安装滑架上的卡接滑轨相卡接，并将两极板滑入到安装滑架的中部，随后从安装滑架的前后两端分别叠加多个极板主体，从而形成电堆，增大燃料电池的电压；
18.3、本实用新型具有旋转对称式的双极板结构，能够使反应气体分别沿夹合形成的共用通道向反应室中运输，从而防止运输过程中气体就产生反应，且具有可靠的滑动卡接装置，能够将多个极板组前后串联叠加设置，从而形成电堆，并增大燃料电池的电压。
附图说明
19.图1为本实用新型结构示意图；
20.图2为本实用新型正极板处的结构示意图；
21.图3为本实用新型图2中a处局部放大结构示意图。
22.图中：1安装滑架、2极板主体、3进气反应单元、31左通气孔、32通气槽、33滤气块、34进气孔、35限位板、36反应槽、37右通气孔、4交换膜固定单元、41压合框、42安装孔、43螺钉、5安装槽、6催化剂滴加孔、7漏水孔、8卡接滑槽、9卡接滑轨。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.请参阅图1-3，本实施例提供一种技术方案：一种燃料电池石墨双极板结构，包括安装滑架1、进气反应单元3和交换膜固定单元4；
25.安装滑架1：设有两个，两个安装滑架1分别设置在极板主体2的左右两侧，极板主体2包括前后两个正、负极板，且两块极板旋转对称设置在两个安装滑架1之间；
26.进气反应单元3：包含左通气孔31、通气槽32、滤气块33、进气孔34、限位板35和反应槽36，极板主体2中正极板的左侧开设有竖向的左通气孔31，极板主体2中正极板的中部开设有方形的反应槽36，反应槽36的内部开设有不少于六条的横向的通气槽32，通气槽32与左端的左通气孔31相连通，且通气槽32的左端嵌设有一个滤气块33，滤气块33的内部均匀开设有一列进气孔34，滤气块33的前侧安装有限位板35，限位板35与极板主体2的前端面所平齐；
27.交换膜固定单元4：安装在极板主体2中正极板的前侧且位于反应槽36的四周。
28.安装滑架1用于极板主体2的纵向并排滑入及安装，极板主体2所含的前后两个极板旋转对称设置，从而使左右两侧的气体通道分别以不同的通气槽32与反应槽36所连通，多个极板主体2连续拼接从而在左右两侧形成共用的左气体通道和右气体通道，左气体通道和右气体通道分别用于向反应槽36内输送反应所需的氢气和氧气，滤气块33用于对通气槽32的端口处进行封堵，从而使气体从进气孔34进入，并防止反应产生的液态水从通气槽32的端口处流入到左气体通道和右气体通道中，限位板35用于滤气块33的限位固定，前后两个极板上的反应槽36相互拼合从而形成一个反应室，交换膜固定单元4用于质子交换膜的固定。
29.进气反应单元3还包含右气体通道37，极板主体2中正极板的右侧开设有与左通气孔31等大小但不与通气槽32所连通的右通气孔37，右通气孔37用于氧气的通入。
30.交换膜固定单元4包含压合框41、安装孔42和螺钉43，极板主体2中正电极板的前侧且位于反应槽36的外边缘处安装有压合框41，压合框41的四角位置处均开设有安装孔42，每个安装孔42的内部安装有一个螺钉43，压合框41通过螺钉43与正电极板固定连接。安装孔42用于螺钉43的安装，螺钉43用于将压合框41紧固在正电极板的前侧，压合框41用于质子交换膜的安装与固定，质子交换膜为反应提供依附场所。
31.还包括安装槽5和催化剂滴加孔6，极板主体2的上端中部开设有纵向的安装槽5，安装槽5的底部且位于和反应槽36相对应的一侧开设有一行催化剂滴加孔6，催化剂滴加孔6与反应槽36所连通。多个极板主体2上的安装槽5相连形成一个纵向的用于催化剂输送用的通道，催化剂滴加孔6用于将催化剂输送通道中的催化剂滴入到反应槽36中，从而使反应槽36中的气体能够加速反应。
32.还包括漏水孔7，反应槽36的下端开设有一行漏水孔7，漏水孔7与极板主体2的下端外侧所连通，漏水孔7用于将反应中产生的液态水向下漏出。
33.还包括卡接滑槽8和卡接滑轨9，极板主体2的左右两侧均开设有一组上下对称的
两个卡接滑槽8，安装滑架1的四角位置处均安装设置有一个纵向的卡接滑轨9，卡接滑轨9与相邻侧的卡接滑槽8滑动连接。卡接滑轨9用于和卡接滑槽8相互卡接，并使极板主体2能够沿卡接滑轨9的方向前后滑动，进而完成多个极板主体2的安装，从而形成电堆，增大燃料电池的电压。
34.本实用新型提供的一种燃料电池石墨双极板结构的工作原理如下：
35.安装本装置时中的正负极板时，首先将正极板上装有压合框41的一端朝前放置，然后将负极板相对于正极板旋转对称放置，将两个极板四角位置处的卡接滑槽8与安装滑架1上的卡接滑轨9相卡接，并将两极板滑入到安装滑架1的中部，随后从安装滑架1的前后两端分别叠加多个极板主体2，从而形成电堆，增大燃料电池的电压；当两个旋转对称的正负极板相互贴合时，两侧分别形成共用的气体通道，左侧的气体通道用于氢气的运输，右侧的气体通道用于氧气的通入，通道中的气体经过每一个通气槽32处，沿进气孔34进入到两个反应槽36夹合形成的反应室中，催化剂滴加孔6将装置上侧催化剂输送通道中的催化剂滴入到反应槽36中，从而使反应槽36中的气体能够加速反应，压合框41用于质子交换膜的安装与固定，质子交换膜为反应提供依附场所，反应中产生的液态水会在重力作用下聚集在反应室的底部，并经漏水孔7向下漏出。
36.以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。