一种双极板、电堆及燃料电池的制作方法

本发明涉及双极板，特别涉及一种双极板、电堆及燃料电池。

背景技术：

1、双极板主要由主流场、分配区、密封槽和气体、液体进出口组成，燃料电池电堆由双极板组装形成，双极板片数越多，则进入到每一片双极板的气量也会发生变化，堆叠长度越长，则气体分配到每片双极板的气量均匀性也随之降低，而进出口结构的设计也会影响双极板片间气量分配的一致性，双极板通常将进出口面积、进出口大小设计成相同，进出口越大则气量分配一致性越高。

2、专利号cn116072908a，专利名称双极板，提出了通过增加入口的数量以及将流场切割分段为多个反应区域，保证多个反应区域上的部分进口或出口的流体压力相同，进而实现多个反应区域的流体分配上也大致相同，解决大面积的双极板的流体分配不均的问题。

3、但过多的入口会增加工艺难度，且公差也会随之提升。较多的入口解决流阻下降的问题，但可能也会导致双极板的性能下降，且实现入口流量相同对歧管前端的分配设计要求较高；并且通过增加入口的形式减小流阻以此实现增大反应面积，会降低双极板的体积功率密度，导致双极板利用率的降低。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中通过在双极板上增加入口数量保证流场流体分配均匀而导致双极板体积功率密度、利用率降低的问题，本发明提供了一种双极板、电堆及燃料电池。

2、本发明的技术方案内容如下：

3、一种双极板，包括双极板本体，所述双极板本体上至少设置有一个主流场，所述主流场上设置有若干流道，所述主流场两侧分别设置有气体入口、冷却液入口、气体出口及冷却液出口，所述气体入口、冷却液入口设置在主流场的一侧，所述气体出口、冷却液出口设置在主流场的另一侧。

4、进一步地，所述双极板主体上设置有两个主流场，两个所述主流场并联连接，所述气体入口、冷却液入口设置在两个主流场之间，两个所述主流场远离气体入口、冷却液入口的一侧上均设置有气体出口、冷却液出口。

5、进一步地，所述主流场上的流道周期小于1mm。

6、进一步地，所述气体入口长度不小于气体出口长度，所述冷却液入口长度不小于冷却液出口长度。

7、进一步地，所述气体入口宽度、冷却液入口宽度不大于气体出口宽度、冷却液出口宽度。

8、进一步地，所述气体出口宽度、冷却液出口宽度不大于气体入口宽度、冷却液入口宽度的2倍。

9、进一步地，所述气体入口包括氢气入口与空气入口，所述氢气入口、空气入口分别设置在冷却液入口的上、下侧。

10、进一步地，所述气体出口包括氢气出口与空气出口，所述空气出口、氢气出口分别设置在冷却液出口的上、下侧。

11、本发明又提供了一种电堆，包括上述任一项所述双极板。

12、本发明还提供了一种燃料电池，包括上述所述电堆。

13、本发明的有益效果包括：本发明提供的方案在保证总反应面积不变的情况下将主流场一分二，在流场中间设置氢空水进口，两侧设置氢空水出口，两个流场公用一个入口，可以有效的提高两个流场的流体分配，降低总流阻；同时，流场中的若干流道流速保持不变，通入流道的流量也相同，有效的提高了总管的分配性；与传统双极板的单进单出相比较，本发明提供的双极板为单进双出，并且优化出入口的大小比例，使双极板片间的流量分布更加均匀，有效提供片间流量分配的一致性。

技术特征：

1.一种双极板，其特征在于：包括双极板本体，所述双极板本体上至少设置有一个主流场，所述主流场上设置有若干流道，所述主流场两侧分别设置有气体入口、冷却液入口、气体出口及冷却液出口，所述气体入口、冷却液入口设置在主流场的一侧，所述气体出口、冷却液出口设置在主流场的另一侧。

2.根据权利要求1所述是双极板，其特征在于：所述双极板主体上设置有两个主流场，两个所述主流场并联连接，所述气体入口、冷却液入口设置在两个主流场之间，两个所述主流场远离气体入口、冷却液入口的一侧上均设置有气体出口、冷却液出口。

3.根据权利要求2所述是双极板，其特征在于：所述主流场上的流道周期小于1mm。

4.根据权利要求2所述是双极板，其特征在于：所述气体入口长度不小于气体出口长度，所述冷却液入口长度不小于冷却液出口长度。

5.根据权利要求2所述是双极板，其特征在于：所述气体入口宽度、冷却液入口宽度不大于气体出口宽度、冷却液出口宽度。

6.根据权利要求2所述是双极板，其特征在于：所述气体出口宽度、冷却液出口宽度不大于气体入口宽度、冷却液入口宽度的2倍。

7.根据权利要求2所述是双极板，其特征在于：所述气体入口包括氢气入口与空气入口，所述氢气入口、空气入口分别设置在冷却液入口的上、下侧。

8.根据权利要求2所述是双极板，其特征在于：所述气体出口包括氢气出口与空气出口，所述空气出口、氢气出口分别设置在冷却液出口的上、下侧。

9.一种电堆，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述双极板。

10.一种燃料电池，其特征在于：包括如权利要求9所述电堆。

技术总结
本发明涉及双极板技术领域，公开了一种双极板、电堆及燃料电池，包括双极板本体，所述双极板本体上至少设置有一个主流场，所述主流场上设置有若干流道，所述主流场两侧分别设置有气体入口、冷却液入口、气体出口及冷却液出口，所述气体入口、冷却液入口设置在主流场的一侧，所述气体出口、冷却液出口设置在主流场的另一侧。本发明提供的方案在保证总反应面积不变的情况下将主流场一分二，在流场中间设置氢空水进口，两侧设置氢空水出口，两个流场公用一个入口，可以有效的提高两个流场的流体分配，降低总流阻。

技术研发人员：柳晨鹏,曲观书,王国栋,张宇航,徐云飞,周宝
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23