燃料电池的双极板和燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池的双极板和包括该双极板的燃料电池。


背景技术：

2.质子交换膜燃料电池(pemfc)因为低噪音、高能量转换效率以及零排放等优势，可满足多领域的用电需要(汽车、航空航天器、潜艇、电子设备等)。
3.在pemfc中，膜电极和双极板是最为重要的两个部件。膜电极包含质子交换膜、催化层、气体扩散层，主要功能是将氢气和氧气通过化学反应转化为电能。双极板包括彼此结合的阳极板和阴极板，具有隔断反应介质、集流导电、导热、支撑膜电极以及为反应气体和冷却液提供流道和排出反应后的液态水等作用，合理的设计双极板流场可有效提高燃料电池性能。
4.目前常用的流场类型有平行流场、蛇形流场、交指型流场。平行流场流道较短，某些压力损失过大的流道会迫使更多的反应气体流入，容易造成流场内流体分布不均匀和水淹现象。蛇型流场流道较长容易造成进出口压力损失较大，导致电流密度分布不均，热量分布不均等问题。交指型流场因为断续的流道结构存在较大阻力，严重时可发生反应流体与生成水阻塞滞留现象，同时导致局部过热。因此，这几种流场的缺点均会对氢燃料电池的反应效率和使用寿命等产生影响。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个目的在于提供一种能够提高燃料电池的反应效率的双极板和包括该双极板的燃料电池。
6.本实用新型的另一目的在于提供一种能够提高燃料电池的使用寿命的双极板和包括该双极板的燃料电池。
7.根据本实用新型的一方面，提供一种燃料电池的双极板，所述双极板包括彼此结合的阳极板和阴极板，所述阳极板与所述阴极板之间形成冷却液流道，所述阳极板上形成有沿所述阳极板的径向呈放射状分布的多个氢气流道，所述阴极板上形成有沿所述阴极板的周向呈环形分布的多个空气流道。
8.可选地，所述阳极板包括阳极基板和多个扇形流道区，所述多个扇形流道区彼此间隔开地设置在所述阳极基板的外侧，每个扇形流道区包括沿所述阳极基板的径向呈放射状分布的多个分区氢气流道，所述多个分区氢气流道中的每个分区氢气流道的宽度沿所述阳极基板的径向从外向内逐渐减小。
9.可选地，每个所述扇形流道区包括第一底壁和从所述第一底壁朝所述阳极基板的外侧突出的第一凸起，所述第一凸起在所述阳极基板的内侧形成第一凹槽，所述第一底壁和所述第一凸起沿所述阳极基板的径向延伸且沿所述阳极基板的周向交替设置，相邻的两个所述第一凸起与所述第一底壁围成所述分区氢气流道，所述第一底壁和所述第一凹槽与
所述阴极板的内侧围成所述冷却液流道。
10.可选地，所述双极板包括与多个分区氢气流道连通的氢气进口和氢气出口，所述氢气进口呈环形设置在所述扇形流道区的外侧，所述氢气出口设置在所述阳极基板的中央。
11.可选地，所述阳极基板的纵向中心线两侧各设置两个所述扇形流道区。所述阳极板还包括多个分流柱，所述分流柱设置在所述氢气进口和所述分区氢气流道之间。
12.可选地，所述阴极板包括阴极基板和两个环形流道区，所述两个环形流道区沿纵向彼此分开地设置在所述阴极基板的外侧，每个环形流道区包括沿所述阴极基板的周向呈环形分布的多个分区空气流道。
13.可选地，所述双极板包括与所述多个分区空气流道连通的空气进口和空气出口，所述空气进口在所述阴极基板的上半部分设置在所述两个环形流道区之间，所述空气出口在所述阴极基板的下半部分设置在所述两个环形流道区之间。
14.可选地，每个所述环形流道区包括第二底壁和从所述第二底壁朝所述阴极基板的外侧突出的第二凸起，所述第二凸起在所述阴极基板的内侧形成第二凹槽，所述第二底壁和所述第二凸起沿所述阴极基板的周向延伸且沿所述阴极基板的径向交替设置，相邻的两个所述第二凸起与所述第二底壁围成所述分区空气流道，所述第二底壁和所述第二凹槽与所述阳极板的内侧围成所述冷却液流道。
15.可选地，所述双极板还包括与所述冷却液流道连通的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口设置在所述双极板的上端，所述冷却液出口设置在所述双极板的下端。
16.根据本实用新型的另一方面，提供一种燃料电池，所述燃料电池包括如上所述的双极板。
17.根据本实用新型的实施例，进入燃料电池的氢气可沿着呈放射状分布的多个氢气流道均匀地流动并且进入燃料电池的空气可沿着呈环形分布的多个空气流道均匀地流动，因此可提高燃料电池的反应均匀性，从而提高反应效率。
18.根据本实用新型的实施例，通过使分区氢气流道的宽度沿阳极基板的径向从外向内逐渐减小，可提高氢气流道的径向内侧部分的氢气气流的浓度和压力，从而提高燃料电池的反应效率。
19.根据本实用新型的实施例，在阳极板和阴极板之间，通过由放射状的第一凹槽和环形的第二凹槽形成交叉的冷却液流道，能够充分吸收反应产生的热量，提高冷却液的冷却效果，解决热量分布不均导致局部过热的问题，提高燃料电池的反应效率并延长燃料电池的使用寿命。
20.根据本实用新型的实施例，通过将冷却液进口设置在双极板的上部并将冷却液出口设置在双极板的下部，冷却液在重力的作用下流动性提高，因此可提高冷却效果，解决热量分布不均导致局部过热的问题，延长燃料电池的使用寿命。
21.根据本实用新型的实施例，通过形成由上至下呈环形设置的多个分区空气流道，可方便反应的液态水快速排出，避免燃料电池发生水淹现象，从而有利于提高燃料电池的反应效率。
附图说明
22.通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
23.图1是根据本实用新型的实施例的双极板的阳极板和阴极板的分解立体图；
24.图2是图1中的双极板从阳极板一侧观看的立体图；
25.图3是图1中的双极板从阳极板一侧观看的平面图；
26.图4是图1中的双极板从阴极板一侧观看的立体图；
27.图5是图1中的双极板从阴极板一侧观看的平面图；
28.图6是从图2中的双极板截掉一部分之后的示意图；
29.图7是沿着图5中的a-a线截取的截面图。
30.附图符号说明：
31.1000-双极板
32.100-阳极板
33.1001-氢气进口
34.1002-氢气出口
35.1003-空气进口
36.1004-空气出口
37.1005-冷却液进口
38.1006-冷却液出口
39.1007-第一密封胶条
40.1008-第二密封胶条
41.100a-氢气流道
42.100a1-分区氢气流道
43.100b-空气流道
44.100b1-分区空气流道
45.110-阳极基板
46.120-扇形流道区
47.121-第一底壁
48.122-第一凸起
49.123-第一凹槽
50.130-分流柱
51.200-阴极板
52.210-阴极基板
53.220-环形流道区
54.221-第二底壁
55.222-第二凸起
56.223-第二凹槽
57.300-冷却液流道。
具体实施方式
58.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。
59.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
60.以下，将参照图1至图7详细描述根据本实用新型的实施例的双极板和包括该双极板的燃料电池。
61.图1是根据本实用新型的实施例的双极板的阳极板和阴极板的分解立体图，图2是图1中的双极板从阳极板一侧观看的立体图，图3是图1中的双极板从阳极板一侧观看的平面图，图4是图1中的双极板从阴极板一侧观看的立体图，图5是图1中的双极板从阴极板一侧观看的平面图，图6是从图2中的双极板截掉一部分之后的示意图，图7是沿着图5中的a-a线截取的截面图。
62.如图1所示，根据本实用新型的实施例的双极板1000可包括彼此结合的阳极板100和阴极板200；如图7所示，阳极板100与阴极板200之间形成冷却液流道300。根据本实用新型的实施例，如图1、图2和图3所示，阳极板100上形成有沿阳极板100的径向呈放射状分布的多个氢气流道100a；如图1、图4和图5所述，阴极板200上形成有沿阴极板200的周向呈环形分布的多个空气流道100b。氢气流道100a可以为进入燃料电池的氢气提供流动路径，空气流道100b可以为进入燃料电池的空气提供流动路径并且反应生成的液态水也可通过空气流道100b排出。
63.根据本实用新型的实施例的燃料电池可包括至少两个双极板1000，膜电极(未示出)设置在相邻的两个双极板1000之间。膜电极可包括气体扩散层(阳极气体扩散层和阴极气体扩散层)、催化层(阳极催化层和阴极催化层)和质子交换膜。在一个双极板1000的阴极板200和另一双极板1000的阳极板100之间，可依次设置阴极气体扩散层、阴极催化层、质子交换膜、阳极催化层和阳极气体扩散层。
64.在燃料电池的工作过程中，氢气通过阳极板100上的氢气流道100a穿过阳极扩散层到达阳极催化层，吸附在阳极催化层上，氢气在阳极催化层的催化剂的催化作用下分解为氢离子，即氢质子，并释放出2个电子。空气通过阴极板200上的空气流道100b穿过阴极扩散层到达阴极催化层，吸附在阴极催化层上，同时，氢离子穿过质子交换膜到达阴极催化层，电子通过外电路也到达阴极催化层。在阴极催化层的催化剂的作用下，氧气与氢离子和电子发生反应生成水，反应生成的液态水通过空气流道100b排出。与此同时，电子在外电路的连接下形成电流，通过适当连接可以向负载输出电能。
65.根据本实用新型的实施例，在以上描述的燃料电池的工作过程中，进入燃料电池的氢气可沿着呈放射状分布的多个氢气流道100a均匀地流动，并且进入燃料电池的空气可沿着呈环形分布的多个空气流道100b均匀地流动，因此可提高燃料电池的上述反应的均匀性，从而提高反应效率。
66.以下，将对根据本实用新型的实施例的阳极板100和阴极板200以及设置在阳极板
100和阴极板200之间的冷却液流道300的具体结构进行详细描述。
67.如图1所示，根据本实用新型的实施例的双极板1000的外轮廓可大体呈圆形。然而，本实用新型的双极板1000的形状不限于此，只要能够形成以上描述的氢气流道100a和空气流道100b即可。例如，双极板1000的外轮廓也可呈方形。阳极板100和阴极板200的具体材料不受限制，例如，可以为石墨、金属、碳复合材料等。当阳极板100和阴极板200为金属材质时，可在阳极板100和阴极板200的表面涂覆导电防腐涂层，并且可通过激光焊接将阳极板100和阴极板200结合到一起。
68.如图2所示，阳极板100可包括阳极基板110，如图4所示，阴极板200可包括阴极基板210。作为示例，阳极基板110和阴极基板210可呈圆形。阳极基板110形成阳极板100的外轮廓，阳极基板110具有从其外缘朝向阳极基板110的中心延伸并彼此连接的延伸部。接下来描述的多个扇形流道区120可通过阳极基板110的延伸部彼此间隔开，此外，接下来描述的氢气进口1001、氢气出口1002、空气进口1003、空气出口1004、冷却液进口1005和冷却液出口1006可开设在阳极基板110的外缘上或延伸部上。类似地，阴极基板210形成阴极板200的外轮廓，阴极基板210具有从其外缘朝向阴极基板210的中心延伸并彼此连接的延伸部。接下来描述的环形流道区220可通过阴极基板210的延伸部彼此间隔开，此外，接下来描述的氢气进口1001、氢气出口1002、空气进口1003、空气出口1004、冷却液进口1005和冷却液出口1006可开设在阴极基板210的外缘上或延伸部上。
69.作为示例，阳极基板110的外缘和阴极基板210的外缘可彼此结合，以形成一个整体的双极板1000。阳极基板110的内侧和阴极基板210的内侧可设置为彼此相对，并且可形成冷却液流道300(后面将进行详细描述)。阳极基板110的外侧和阴极基板210的外侧面向燃料电池的膜电极。
70.如图2所示，阳极板100可包括多个扇形流道区120，多个扇形流道区120彼此间隔开地设置在阳极基板110的外侧。作为示例，多个扇形流道区120可通过阳极基板110的从其外缘向其中心延伸的延伸部彼此分开并通过该延伸部彼此连接。如图2和图3所示，每个扇形流道区120可包括沿阳极基板110的径向呈放射状分布的多个分区氢气流道100a1，所有扇形流道区120中的所有分区氢气流道100a1共同构成以上描述的多个氢气流道100a。
71.根据本实用新型的实施例，扇形流道区120可通过沿周向交替设置的凸起和凹入来形成多个分区氢气流道100a1。结合图2和图6，扇形流道区120可包括第一底壁121和从第一底壁121朝阳极基板110的外侧突出的第一凸起122。第一凸起122在阳极基板110的内侧形成第一凹槽123。也就是说，通过从第一底壁121朝阳极基板110的外侧进行弯折而在阳极基板110的外侧形成第一凸起122并相应在阳极基板110的内侧形成第一凹槽123。第一底壁121和第一凸起122可沿阳极基板110的径向延伸且沿阳极基板110的周向交替设置。相邻的两个第一凸起122与第一底壁121围成呈放射状分布的分区氢气流道100a1，第一底壁121和第一凹槽123可与阴极板200的内侧围成如图7所示的冷却液流道300。另外，结合图2和图6可看出，第一底壁121与阳极基板110的延伸部相连。作为示例，第一底壁121可设置的比阳极基板110稍低，而第一凸起122可设置为与阳极基板110的高度相同。然而，本实用新型不限于此。
72.由于通过第一凸起122朝第一底壁121向外侧凸出以形成第一凹槽123，因此第一凹槽123的形状与第一凸起122的形状类似，也可呈放射状分布。第一底壁121和第一凹槽
123可形成阳极板100的内部结构并且可与后面描述的第二底壁221和第二凹槽223共同围成冷却液流道300(如图7所示)。
73.作为示例，沿着阳极基板110的径向，第一凸起122的宽度从外向内逐渐减小。应理解的是，“第一凸起122的宽度逐渐减小”可以指均匀地逐渐减小或不均匀地逐渐减小。作为示例，如图2所示，可在阳极基板110的纵向中心线两侧各设置两个扇形流道区120。然而，扇形流道区120的具体设置数量不受限制。例如，可在阳极基板110的纵向中心线两侧各设置一个、三个、四个或更多个扇形流道区120。即，多个扇形流道区120的数量可以为2个。另外，在阳极基板110的纵向中心线两侧设置的扇形流道区120的数量可相同或不同而没有具体限制。此外，多个扇形流道区120中的分区氢气流道100a1的数量或尺寸可以相同或者不同，而没有具体限制。作为优选示例，扇形流道区120在阳极基板110的纵向中心线两侧可设置为彼此对称。作为示例，每个扇形流道区120中的分区氢气流道100a1的径向长度可彼此相同。
74.根据本实用新型的实施例，每个分区氢气流道100a1的宽度沿阳极基板110的径向从外向内(即，从径向外侧到径向内侧)逐渐减小。应理解的是，“分区氢气流道100a1的宽度逐渐减小”可以指均匀地逐渐减小或不均匀地逐渐减小。另外，各个分区氢气流道100a1的宽度减小的方式可相同或不同，而没有具体限制。
75.在氢气沿着分区氢气流道100a1从外向内流动的过程中，随着氢气不断参与反应，分区氢气流道100a1的径向内侧部分的氢气被消耗而导致浓度降低，因此氢气的压力降低，导致反应效率降低。根据本实用新型的实施例，通过使分区氢气流道100a1的宽度沿阳极基板110的径向从外向内逐渐减小，可提高分区氢气流道100a1的径向内侧部分的氢气气流的浓度和压力，从而提高燃料电池的反应效率。
76.根据本实用新型的实施例，如图2所示，双极板1000可包括与多个分区氢气流道100a1连通的氢气进口1001和氢气出口1002。氢气进口1001可呈环形设置在扇形流道区120的外侧并与分区氢气流道100a1的径向外端连通，氢气出口1002可设置在阳极基板110的中央并与分区氢气流道100a1的径向内端连通。氢气可通过氢气进口1001进入多个分区氢气流道100a1，反应剩余的氢气可通过氢气出口1002排出。
77.作为示例，在每个扇形流道区120的外侧都可设置一个对应的氢气进口1001。作为示例，在阳极基板110的中央可设置与每个扇形流道区120相对应的氢气出口1002。
78.作为示例，氢气进口1001和氢气出口1002都可设置为贯通双极板1000，然而本实用新型不限于此。只要能够通过氢气进口1001向多个分区氢气流道100a1供应氢气，并且可通过氢气出口1002排出剩余氢气即可。
79.根据本实用新型的实施例，如图2和图3所示，阳极板100还可包括多个分流柱130，分流柱130可设置在氢气进口1001和分区氢气流道100a1之间。分流柱130可以对通过氢气进口1001进入的氢气流进行分流和缓冲，以使气流均匀地进入每个分区氢气流道100a1。
80.作为示例，可在每个分区氢气流道100a1的开口端(对应于氢气进口1001的一端)处设置分流柱130。作为示例，分流柱130可设置在第一底壁121上。作为示例，并且可设置在与分区氢气流道100a1的开口端分开预定距离的位置，以避免阻挡氢气进入分区氢气流道100a1。
81.作为示例，分流柱130可以为具有预定高度和预定直径的圆柱体。分流柱130的高
度可与第一凸起122的高度相同，然而本实用新型不限于此。分流柱130的直径可小于分区氢气流道100a1的开口端的开口尺寸，然而本实用新型不限于此。
82.如图2和图3所示，双极板1000还可包括与冷却液流道300连通的冷却液进口1005和冷却液出口1006。冷却液通过冷却液进口1005进入冷却液流道300并通过冷却液出口1006排出。
83.根据本实用新型的实施例，冷却液进口1005可设置在双极板1000的上端，冷却液出口1006可设置在双极板1000的下端。根据本实用新型的实施例，进口在上、出口在下的设置方式使得冷却液在重力的作用下在冷却液流道300中的流动性提高，因此可提高冷却效果，解决热量分布不均导致局部过热的问题，延长燃料电池的使用寿命。
84.作为示例，如图2和图4所示，冷却液进口1005和冷却液出口1006可穿透整个双极板1000，然而本实用新型不限于此，只要能使冷却液进口1005和冷却液出口1006与设置在阳极板100与阴极板200之间的冷却液流道300连通即可。
85.如图2所示，冷却液进口1005和冷却液出口1006可呈环形设置在两个相邻的扇形流道区120之间。冷却液进口1005和冷却液出口1006也可设置为其它形状，而不限于环形。如图2所示，可在双极板1000的上端设置沿双极板1000的周向彼此分开的两个冷却液进口1005，可在双极板1000的下端设置沿双极板1000的周向彼此分开的两个冷却液出口1006。然而，冷却液进口1005和冷却液出口1006的设置数量不受具体限制。
86.如图4和图5所示，阴极板200可包括环形流道区220。例如，阴极板200可包括两个环形流道区220。两个环形流道区220沿纵向彼此分开地设置在阴极基板210的外侧。每个环形流道区220可包括沿阴极基板210的周向呈环形分布的多个分区空气流道100b1，两个环形流道区220中的所有分区空气流道100b1共同构成以上描述的多个空气流道100b。
87.根据本实用新型的实施例，通过设置环形分布的多个分区空气流道100b1，进入燃料电池的空气可沿着呈环形分布的多个空气流道100b均匀地流动，因此使电流密度更加均匀，从而提升燃料电池反应效率。
88.如图4所示，两个环形流道区220可沿着阴极基板210的纵向中心线彼此对称地设置。也就是说，两个环形流道区220中的分区空气流道100b1的设置位置和设置尺寸可彼此相同。然而，本实用新型不限于此，两个环形流道区220也可不对称地设置，也就是说，两个环形流道区220中的分区空气流道100b1的设置位置和/或设置尺寸可彼此不同。
89.如图4所示，每个环形流道区220中的各个分区空气流道100b1的宽度可彼此相同，并且从外向内，每个环形流道区220中的各个分区空气流道100b1的周向长度可逐渐减小。
90.根据本实用新型的实施例，环形流道区220可通过沿阴极基板210的径向交替设置的凸起和凹入来形成多个分区空气流道100b1。结合图4和图7，环形流道区220可包括第二底壁221和从第二底壁221朝阴极基板210的外侧突出的第二凸起222。第二凸起222在阴极基板210的内侧形成第二凹槽223。也就是说，通过从第二底壁221朝阴极基板210的外侧进行弯折而在阴极基板210的外侧形成第二凸起222并相应在阴极基板210的内侧形成第二凹槽223。第二底壁221和第二凸起222可沿阴极基板210的周向延伸且沿阴极基板210的径向交替设置。相邻的两个第二凸起222与第二底壁221围成分区空气流道100b1，第二底壁221和第二凹槽223可与阳极板100的内侧围成冷却液流道300。另外，结合图3和图7可看出，第二底壁221与阴极基板210的延伸部相连。作为示例，第二底壁221可设置的比阴极基板210
稍低，而第二凸起222可设置为与阴极基板210的高度相同。然而，本实用新型不限于此。
91.由于通过第二凸起222朝第二底壁221向外侧凸出以形成第二凹槽223，因此第二凹槽223的形状与第二凸起222的形状类似，也可呈环形分布。第二底壁221和第二凹槽223可与阳极板100的内侧围成冷却液流道300(如图7所示)。如上所述，第一底壁121和第一凹槽123形成阳极板100的内部结构，因此图7中所示的冷却液流道300可由第二底壁221和第二凹槽223与第一底壁121和第一凹槽123共同围成。
92.根据本实用新型的实施例，通过由放射状的第一凹槽123和环形的第二凹槽223形成交叉的冷却液流道300，能够充分吸收反应产生的热量，提高冷却液的冷却效果，解决热量分布不均导致局部过热的问题，提高燃料电池的反应效率并延长燃料电池的使用寿命。
93.如图4所示，双极板1000可包括与多个分区空气流道100b1连通的空气进口1003和空气出口1004，空气进口1003在阴极基板210的上半部分设置在两个环形流道区220之间并将两个环形流道区220分开，空气出口1004在阴极基板210的下半部分设置在两个环形流道区220之间并将两个环形流道区220分开。空气可通过空气进口1003进入分区空气流道100b1，反应剩余的空气可通过空气出口1004排出。
94.环形分布的多个分区空气流道100b1也可作为反应生成的液态水的排出路径，即，反应生成的液态水可通过分区空气流道100b1从空气出口1004排出。根据本实用新型的实施例，通过形成开口在上、出口在下并且由上至下设置的多个分区空气流道100b1，可方便反应的液态水在重力作用下快速排出，避免燃料电池发生水淹现象，从而有利于提高燃料电池的反应效率。
95.根据本实用新型的实施例，如图4所示，空气进口1003可在阴极基板210的上部沿着纵向在两个环形流道区220之间延伸以与每个分区空气流道100b1连通，空气进口1003可在氢气出口1002与冷却液进口1005之间延伸。类似地，空气出口1004可在阴极基板210的下部沿着纵向在两个环形流道区220之间延伸以与每个分区空气流道100b1连通，空气出口1004可在氢气出口1002与冷却液出口1006之间延伸。
96.如图4所示，可设置分别与两个环形流道区220对应的两个空气进口1003和两个空气出口1004。两个空气进口1003可在阴极基板210的上部并排设置，两个空气出口1004可在阴极基板210的下部并排设置。
97.如图3和图5所示，根据本实用新型的实施例双极板1000还可包括设置在阳极板100上的第一密封胶条1007和设置在阴极板200上的第二密封胶条1008。第一密封胶条1007可在阳极板100上密封氢气进口1001、氢气出口1002、空气进口1003、空气出口1004、冷却液进口1005和冷却液出口1006，第二密封胶条1008可在阴极板200上密封氢气进口1001、氢气出口1002、空气进口1003、空气出口1004、冷却液进口1005和冷却液出口1006。作为示例，第一密封胶条1007可设置为在阳极板100上环绕氢气进口1001、氢气出口1002、空气进口1003、空气出口1004、冷却液进口1005和冷却液出口1006。作为示例，第二密封胶条1008可设置为在阴极板200上环绕氢气进口1001、氢气出口1002、空气进口1003、空气出口1004、冷却液进口1005和冷却液出口1006。
98.第一密封胶条1007和第二密封胶条1008可利用密封胶形成，其具体设置形式不受限制，只要能够在阳极板100和阴极板200上密封氢气进口1001、氢气出口1002、空气进口1003、空气出口1004、冷却液进口1005和冷却液出口1006即可。
99.根据以上描述的实施例的双极板可取得不限于以下描述的有益技术效果。
100.根据本实用新型的实施例，进入燃料电池的氢气可沿着呈放射状分布的多个氢气流道均匀地流动并且进入燃料电池的空气可沿着呈环形分布的多个空气流道均匀地流动，因此可提高燃料电池的反应均匀性，从而提高反应效率。
101.根据本实用新型的实施例，通过使分区氢气流道的宽度沿阳极基板的径向从外向内逐渐减小，可提高氢气流道的径向内侧部分的氢气气流的浓度和压力，从而提高燃料电池的反应效率。
102.根据本实用新型的实施例，在阳极板和阴极板之间，通过由放射状的第一凹槽和环形的第二凹槽形成交叉的冷却液流道，能够充分吸收反应产生的热量，提高冷却液的冷却效果，解决热量分布不均导致局部过热的问题，提高燃料电池的反应效率并延长燃料电池的使用寿命。
103.根据本实用新型的实施例，通过将冷却液进口设置在双极板的上部并将冷却液出口设置在双极板的下部，冷却液在重力的作用下流动性提高，因此可提高冷却效果，解决热量分布不均导致局部过热的问题，延长燃料电池的使用寿命。
104.根据本实用新型的实施例，通过形成由上至下呈环形设置的多个分区空气流道，可方便反应的液态水快速排出，避免燃料电池发生水淹现象，从而有利于提高燃料电池的反应效率。
105.尽管已经参照其示例性实施例具体描述了本实用新型的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

技术特征：
1.一种燃料电池的双极板，其特征在于，所述双极板(1000)包括彼此结合的阳极板(100)和阴极板(200)，所述阳极板(100)与所述阴极板(200)之间形成冷却液流道(300)，所述阳极板(100)上形成有沿所述阳极板(100)的径向呈放射状分布的多个氢气流道(100a)，所述阴极板(200)上形成有沿所述阴极板(200)的周向呈环形分布的多个空气流道(100b)。2.根据权利要求1所述的燃料电池的双极板，其特征在于，所述阳极板(100)包括阳极基板(110)和多个扇形流道区(120)，所述多个扇形流道区(120)彼此间隔开地设置在所述阳极基板(110)的外侧，每个扇形流道区(120)包括沿所述阳极基板(110)的径向呈放射状分布的多个分区氢气流道(100a1)，所述多个分区氢气流道(100a1)中的每个分区氢气流道(100a1)的宽度沿所述阳极基板(110)的径向从外向内逐渐减小。3.根据权利要求2所述的燃料电池的双极板，其特征在于，每个所述扇形流道区(120)包括第一底壁(121)和从所述第一底壁(121)朝所述阳极基板(110)的外侧突出的第一凸起(122)，所述第一凸起(122)在所述阳极基板(110)的内侧形成第一凹槽(123)，所述第一底壁(121)和所述第一凸起(122)沿所述阳极基板(110)的径向延伸且沿所述阳极基板(110)的周向交替设置，相邻的两个所述第一凸起(122)与所述第一底壁(121)围成所述分区氢气流道(100a1)，所述第一底壁(121)和所述第一凹槽(123)与所述阴极板(200)的内侧围成所述冷却液流道(300)。4.根据权利要求2所述的燃料电池的双极板，其特征在于，所述双极板(1000)包括与多个分区氢气流道(100a1)连通的氢气进口(1001)和氢气出口(1002)，所述氢气进口(1001)呈环形设置在所述扇形流道区(120)的外侧，所述氢气出口(1002)设置在所述阳极基板(110)的中央。5.根据权利要求4所述的燃料电池的双极板，其特征在于，所述阳极基板(110)的纵向中心线两侧各设置两个所述扇形流道区(120)，所述阳极板(100)还包括多个分流柱(130)，所述分流柱(130)设置在所述氢气进口(1001)和所述分区氢气流道(100a1)之间。6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池的双极板，其特征在于，所述阴极板(200)包括阴极基板(210)和两个环形流道区(220)，所述两个环形流道区(220)沿纵向彼此分开地设置在所述阴极基板(210)的外侧，每个环形流道区(220)包括沿所述阴极基板(210)的周向呈环形分布的多个分区空气流道(100b1)。7.根据权利要求6所述的燃料电池的双极板，其特征在于，所述双极板(1000)包括与所述多个分区空气流道(100b1)连通的空气进口(1003)和空气出口(1004)，所述空气进口(1003)在所述阴极基板(210)的上半部分设置在所述两个环形流道区(220)之间，所述空气出口(1004)在所述阴极基板(210)的下半部分设置在所述两个环形流道区(220)之间。8.根据权利要求6所述的燃料电池的双极板，其特征在于，每个所述环形流道区(220)包括第二底壁(221)和从所述第二底壁(221)朝所述阴极基板(210)的外侧突出的第二凸起(222)，所述第二凸起(222)在所述阴极基板(210)的内侧形成第二凹槽(223)，所述第二底壁(221)和所述第二凸起(222)沿所述阴极基板(210)的周向延伸且沿所述阴极基板(210)的径向交替设置，相邻的两个所述第二凸起(222)与所述第二底壁(221)围成所述分区空气流道(100b1)，所述第二底壁(221)和所述第二凹槽(223)与所述阳极板(100)的内侧围成所述冷却液流道(300)。
9.根据权利要求8所述的燃料电池的双极板，其特征在于，所述双极板(1000)还包括与所述冷却液流道(300)连通的冷却液进口(1005)和冷却液出口(1006)，所述冷却液进口(1005)设置在所述双极板(1000)的上端，所述冷却液出口(1006)设置在所述双极板(1000)的下端。10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括根据权利要求1至9中任一项所述的双极板(1000)。

技术总结
本实用新型提供一种燃料电池的双极板和燃料电池。所述双极板包括彼此结合的阳极板和阴极板，所述阳极板与所述阴极板之间形成冷却液流道，所述阳极板上形成有沿所述阳极板的径向呈放射状分布的多个氢气流道，所述阴极板上形成有沿所述阴极板的周向呈环形分布的多个空气流道。根据本实用新型，进入燃料电池的氢气可沿着呈放射状分布的多个氢气流道均匀地流动并且进入燃料电池的空气可沿着呈环形分布的多个空气流道均匀地流动，因此可提高燃料电池的反应均匀性，从而提高反应效率。从而提高反应效率。从而提高反应效率。


技术研发人员：刘秀龙
受保护的技术使用者：北京开云汽车有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/10/20