本實用新型專利技術公開了一種燃料電池導流板，所述導流板的表面設有導流道，所述導流道的入口處設置有倒角，所述導流道的出口設置有縮喉。本實用新型專利技術還公開了一種燃料電池，所述燃料電池包括膜電極和上述導流板，所述膜電極被夾于所述導流板之間。本實用新型專利技術提供的燃料電池導流板可使燃料電池堆各單電池性能一致，從而可以提高燃料電池堆的使用壽命及運行穩定性。通過在導流道的入口增加具有導流作用的倒角，在導流道的出口設置縮喉，使其形成縮口，以增大電堆單電池導流板上流體入口與出口壓力差，從而使電堆所有單電池導流板的流體分布平衡，減小單電池電壓不均勻度，提高單電池的一致性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及燃料電池領域，特別是指一種質子交換膜燃料電池及其導流板。
技術介紹
燃料電池是一種能夠將燃料氫及空氣中的氧轉化成電能及反應物的裝置。燃料電池的核心部件是膜電極，該部件由一層質子交換膜、兩層催化劑涂層以及兩層擴散層組成，氫氣經擴散層到達催化層，在陽極催化劑的作用下，氫氣形成H+并與多個水分子結合穿越質子交換膜在陰極與氧離子結合生成水，對外釋放電能并同時產生熱。典型的質子交換膜燃料電池中，膜電極一般均放在兩塊導流板的中間，每塊導流板與膜電極接觸的表面通過模壓或機械銑刻加工，形成至少一條以上的導流槽。這些導流板上的導流槽分別將燃料氣和氧化劑導入膜電極兩邊的陽極區與陰極區，導流板的材質可以是石墨材料也可以是金屬材料。在一個質子交換膜燃料電池單電池的構造中，只有一個 膜電極，膜電極兩邊分別是陽極燃料氣的導流板與陰極氧化劑的導流板。這些導流板既作電流集流板，也作為膜電極兩邊的機械支撐，導流板上的導流槽又作為燃料氣與氧化劑進入陽極、陰極表面的通道，并作為帶走燃料電池運行過程中生成水的通道。為了增大整個質子交換膜燃料電池的總功率，兩個或兩個以上的單電池通?？赏ㄟ^疊合的方式串聯成電池組或通過平鋪的方式聯成電池組。在疊合、串聯式的電池組中，一塊導流板的兩個側面都可以有導流槽，其中一面可以作為一個膜電極的陽極導流面，而另一面又可作為另一個相鄰膜電極的陰極導流面，這種導流板叫做雙極板。一連串的單電池通過一定方式連在一起而組成一個電池組。電池組通常通過前端板、后端板及拉桿緊固在一起成為一體化電堆。目前，質子交換膜燃料電池堆一般都由數個或數十個，甚至一百多個單電池通過疊合串聯方式集合而成。因此，較難平衡電堆中所有單電池導流板的流體分布。
技術實現思路
有鑒于此，本技術的目的在于提出一種燃料電池及其導流板，用于平衡電堆中所有單電池導流板的流體分布，提高單電池的一致性?；谏鲜瞿康?，本技術提供的燃料電池導流板的表面設有導流道，所述導流道的入口處設置有倒角，所述導流道的出口設置有縮喉?？蛇x地，所述倒角的角度為10 15°，所述倒角的長度為I 4mm?？蛇x地，所述導流道出口的寬度和/或深度減小5 40絲(Imm等于100絲)，形成縮喉。優選地，所述導流道的入口和出口均設置于導流板的邊緣。優選地，所述導流板還包括配氣總進口和配氣總出口，所述配氣總進口和配氣總出口均從導流板的一個表面穿透至另一個表面；所述導流道的入口與配氣總進口相連，所述導流道的出口與配氣總出口連接。可選地，所述導流道的數量大于1，且所述導流道的入口均連接于所述配氣總進口，所述導流道的出口均連接于所述配氣總出口?？蛇x地,所述導流道為梳狀或者蛇狀。本技術還提供了一種燃料電池，所述燃料電池包括膜電極和上述導流板，所述膜電極被夾于所述導流板之間。從上面所述可以看出，本技術提供的燃料電池導流板可使燃料電池堆各單電池性能一致，從而可以提高燃料電池堆的使用壽命及運行穩定性。通過在導流道的入口增加具有導流作用的倒角，在導流道的出口設置縮喉，使其形成縮口，以增大電堆單電池導流板上流體入口與出口壓力差，從而使電堆所有單電池導流板的流體分布平衡，減小單電池電壓不均勻度，提高單電池的一致性。附圖說明 圖I為本技術實施方案I提供的導流板的結構示意圖；圖2為本技術實施方案2提供的導流板的結構示意圖；圖3為本技術實施方案3提供的導流板的結構示意圖；圖4為本技術實施方案3提供的導流板的剖視圖；圖5為本技術實施方案4提供的導流板的結構示意圖；圖6為本技術實施方案4提供的導流板的剖視圖。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本技術進一步詳細說明。本技術提供的一種燃料電池導流板的表面設有導流道，所述導流道的入口處設置有倒角，所述導流道的出口設置有縮喉。可選地，所述倒角的角度為10 15°，所述倒角的長度為I 4mm。可選地，所述導流道出口的寬度和/或深度減小5 40絲，形成縮喉。實施方案I參考圖1，為本技術實施方案I提供的導流板的結構示意圖。作為本技術的一個實施方案，所述導流板的表面設有梳狀的導流道3，且導流道3的入口 I和出口 5均設置于導流板的邊緣，所述入口 I和出口 5對稱設置。所述入口 I處設置有倒角2，所述出口 5設置有縮喉4?？蛇x地，所述倒角的角度為10 15°，所述倒角的長度為I 4mm?？蛇x地，所述導流道出口的寬度和/或深度減小5 40絲。本實施方案通過導流板外配氣，向入口 I處提供燃料氣和氧化劑，流經倒角2進入導流道3，電化學反應后，生成水和多余的氣體流經縮喉4，并通過出口 5排出，以增大電堆單電池導流板上的流體入口壓力與出口壓力差。需要指出的是，本實施方案中所述導流道3的數量為3條，在實際操作中，可以根據需要設置導流道3的數量。實施方案2參考圖2，本技術實施方案2提供的導流板的結構示意圖。作為本技術的另一個實施方案，本實施方案在實施方案I的基礎上，僅將梳狀的導流道改為蛇狀的導流道，且所述入口 I和出口 5在導流板上對角設置。由于減少了出口 5的數量，可以進一步增大電堆單電池導流板上流體入口與出口壓力差。實施方案3參考圖3和圖4，為本技術實施方案3提供的導流板的結構示意圖和剖視圖。所述導流板的表面設有梳狀的導流道3、配氣總進口 6和配氣總出口 7，所述配氣總進口 6和配氣總出口 7均從導流板的一個表面穿透至另一個表面。所述導流道3的入口 I均與配氣總進口 6相連，所述導流道3的出口 5均與配氣總出口 7連接。所述入口 I和出口 5對稱地設置在導流板的表面，所述入口 I處設置有倒角2，所述出口 5設置有縮喉4。可選地，所述倒角的角度為10 15°，所述倒角的長度為I 4mm。 可選地，所述導流道出口的寬度和/或深度減小5 40絲。本實施方案通過配氣總進口 6向入口 I處提供燃料氣和氧化劑，流經倒角2進入導流道3，電化學反應后，生成水和多余的氣體流經縮喉4和出口 5，并通過配氣總出口 7排出。需要指出的是，本實施方案中所述導流道3的數量為3條，在實際操作中，可以根據需要設置導流道3的數量。實施方案4參考圖5和圖6，為本技術實施方案4提供的導流板的結構示意圖和剖視圖。本實施方案在實施方案3的基礎上，僅將梳狀的導流道改為蛇狀的導流道，且所述入口 I和出口 5在導流板上對角設置，所述配氣總進口 6和配氣總出口 7也相應地設置在導流板的對角。本技術還提供了一種燃料電池，所述燃料電池包括膜電極和上述任意一個實施方案中的導流板，所述膜電極被夾于所述導流板之間。在疊合、串聯式的電池組中，一塊導流板的兩個側面都可以有導流道，其中一面可以作為一個膜電極的陽極導流面，而另一面又可作為另一個相鄰膜電極的陰極導流面。一連串的單電池通過前端板、后端板及拉桿緊固在一起成為一個電池組。其中，所述導流板兩面的上的導流道可以是相同的導流道，也可以是不同的導流道。實施例IF25-40型500W常壓風冷型燃料電池電堆，該電堆由40個單電池組成，電堆運行溫度42°C _55°C。單電池陰極或陽極導流板，流道的入口增加具有導流作用的倒角，倒角角度為15°，倒角長度2毫米；陰極本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種燃料電池導流板，其特征在于，所述導流板的表面設有導流道，所述導流道的入口處設置有倒角，所述導流道的出口處設置有縮喉。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張寶春，靳殷實，韓福江，
申請(專利權)人：航天新長征電動汽車技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：
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