一种燃料电池石墨双极板的制作方法

本实用新型涉及一种燃料电池的部件，具体涉及一种燃料电池石墨双极板。

背景技术：

燃料电池运行过程中会产生水。对于燃料电池阴极而言，阴极的水会通过空气以气态的形式排出；因为散热等影响，空气流道很深，不会因为产生的水而积累；而在空冷燃料电池的阳极，也会因为膜的渗透等作用积累一些水，这些水主要靠氢气的间歇式排气而将部分的水带出电池外，防止过多的水在电池阳极积累造成电池堆供气不足，性能下降。

氢气流场的流道通常为多条贯通的直流道，空气流场的流道为多条贯通的平行流道，这样的结构确实提高了燃料电池的低温启动性能，有利于水的排出。对于燃料电池而言，平行贯通型的流场因为流道过短，在小型电池中会造成电池堆中的主氢气流道同石墨板上的氢气流道阻力差值变小。如果因为电池堆中的其中一些石墨板阳极流道堵塞，会造成氢气气体排放时更容易从其他的石墨极板流过，这样，靠排氢而排水的电池堆能力下降。水在平行贯通的流道上积累过多，尤其容易在石墨极板的氢气出口处积累过多，影响电池氢气的到达，造成缺氢，进而导致石墨板氢气贯通流动方向上电极电压变化，很容易造成局部电压偏低、零电压，甚至反压；如果电池局部反压，会对电池的性能稳定性影响巨大，将直接造成电池不能工作，电极穿孔等问题。

技术实现要素：

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种燃料电池石墨双极板。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种燃料电池石墨双极板，它包括：

板本体，所述板本体上开设有氢气进口和氢气出口；

氢气流场，所述氢气流场形成在所述板本体的任一表面上，它包括一端与所述氢气进口相连通且相互平行的多道第一流道、一端与所述氢气出口相连通且与所述第一流道相平行的多道第四流道、设置于多道所述第一流道一侧且与其相平行的多道第二流道、设置于所述第二流道和所述第四流道之间且与所述第二流道相平行的多道第三流道、与多道所述第二流道端部相连通且延伸至与所述第一流道另一端相对设置的第一连接槽、与多道所述第三流道端部相连通且延伸至与所述第二流道另一端相对设置的第二连接槽与多道所述第四流道端部相连通且延伸至与所述第三流道另一端相对设置的第三连接槽以及对应设置于所述第一流道和所述第一连接槽之间、所述第二流道和所述第二连接槽之间以及所述第三流道和所述第三连接槽之间的多组短槽；

空气流场，所述空气流场形成在所述板本体的另一表面上。

优化地，所述氢气流场还包括开设于所述第一流道和所述第二流道之间、所述第二流道和所述第三流道之间以及所述第三流道和所述第四流道之间的盲端槽。

进一步地，所述空气流场包括相互平行且间隔设置的多道凹槽，相邻两道所述凹槽之间为凸脊，所述凹槽与所述第一流道相垂直。

进一步地，所述燃料电池石墨双极板的厚度为2～4.1mm，所述凹槽的深度为1.5～3.5mm。

更进一步地，所述凸脊的宽度为0.45～0.85mm，所述凹槽与所述凸脊的宽度比为2.5～4∶1。

优化地，所述板本体的另一表面上开设有围设于所述氢气进口和所述氢气出口四周的密封槽以及用于减重的镂空槽。

优化地，所述第一流道与所述第四流道的数量比为2～8∶1。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型燃料电池石墨双极板，通过采用特定结构的氢气流场与空气流场进行配合，这样能提高燃料电池的运行稳定性，避免排水性能的下降；结构紧凑，兼顾双极板导电、传质等功能，降低电池热容，提高电池的低温启动速度和稳定性，减少石墨极板的的重量，大幅度提高燃料电池的重量功率密度。

附图说明

附图1为本实用新型燃料电池石墨双极板的主视图；

附图2为本实用新型燃料电池石墨双极板的后视图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1和图2所示的燃料电池石墨双极板，主要包括板本体1、氢气流场4和空气流场5等。

其中，板本体1上开设有氢气进口2和氢气出口3，它们处于同一直线上并且该直线与板本体1的一边相平行；板本体1的厚度优选为2～4.1mm，本实施例中为2.6mm。氢气流场4形成在板本体1的任一表面上，它包括依次设置的第一流道41、第二流道42、第三流道43和第四流道44等；第一流道41有多道，它们的一端与氢气进口2相连通并且其延伸方向与前述直线的方向相垂直；第四流道44也有多道，它们的一端与氢气出口3相连通且与第一流道41相平行；在本实施例中，第一流道41与第四流道44的数量比为2～8∶1，如第一流道41为8道而第四流道44为2道。第二流道42有多道，它们设置在第一流道41的一侧，并且相互平行；第三流道43也有多道，它们设置在第二流道42和第四流道44之间，并且与第二流道42相平行。第一连接槽46与多道第二流道42的端部相连通，它与第二流道42相垂直，并且它的一端延伸至与第一流道41的另一端相对设置，使得第一流道41和第一连接槽46之间形成一定的间隔；第二连接槽49与第三流道43的端部相连通，并且它的一端延伸至与第二流道42另一端相对设置，使得第二连接槽49与第二流道42之间形成一定的间隔；第三连接槽48与多道第四流道44端部相连通，并且它的一端延伸至与第三流道43另一端相对设置，使得第三连接槽48与第三流道43之间形成一定的间隔。在上述的间隔处开设有多组短槽47(即末端连接流道)，一组短槽47分别与第一流道41、第二流道42和第三流道43一一对应而处于同一直线上；每组短槽47至少包括两道间隔设置的短槽体，其中一道短槽体与上述的各连接槽相连通。空气流场5形成在板本体1的另一表面上，它包括相互平行且间隔设置的多道凹槽51，相邻两道凹槽51之间为凸脊52，凹槽51与第一流道41相垂直。

在本实施例中，氢气流场4还包括开设于第一流道41和第二流道42之间、第二流道42和第三流道43之间以及第三流道43和第四流道44之间的盲端槽45，以避免相邻两组流道间气流的相互影响。凹槽51的深度为1.5～3.5mm，凸脊52的宽度为0.45～0.85mm，凹槽51与凸脊52的宽度比为2.5～4∶1，可以优选为：凸脊52的宽度为0.6mm，凹槽51的宽度为2mm、深度为2mm。板本体1的另一表面上(即开设空气流场5的表面)开设有围设在氢气进口(2)和氢气出口3四周的密封槽6以及用于减重的镂空槽54；上述镂空槽54开设在石墨双极板的非功能区部分，尽可能采取切割或镂空的结构，最大限度的简化石墨板重量。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。