燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板的制作方法

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板。

背景技术：

燃料电池是一种清洁能量源，其能够提供清洁的电能，从而在近年来，燃料电池愈发引起人们的关注，例如，以氢气为燃料的燃料电池，其在将化学能转化为电能后的产物仅为水，能够实现零排放，从而受到了市场的认可和追捧。具体地说，以氢气为燃料的燃料电池包括阳极板、阴极板以及被夹持在阳极板和阴极板之间的质子交换膜，其中阳极板提供氢气通道，阴极板提供散热通道和连通于散热通道的进气通道，其中阴极板的每个散热通道在阴极板的外侧分别沿着阴极板的宽度方向延伸，每个进气通道在阴极板的内侧分别沿着阴极板的宽度方向延伸，并且每个散热通道和每个进气通道相互对齐和相互连通，以使每个散热通道和每个进气通道分别形成一个贯穿型通道。燃料电池在工作时，氢气自阳极板的氢气通道到达质子交换膜，空气在沿着阴极板的每个散热通道流动时自每个进气通道达到质子交换膜，其中质子交换膜实现氢气和空气中的氧气的化学反应，而将一部分化学能转化为电能，同时，另一部分化学能转化为热能，并且在空气在阴极板的每个散热通道内流动时将热量带走，以起到降低燃料电池的温度的作用。然而，燃料电池的热效率非常高，甚至可以达到55％左右。尤其是在多个燃料电池单体组成一个燃料电池电堆时，燃料电池电堆的温度上升的更快。换言之，在燃料电池电堆处于工作状态时，相当大比例的化学能回转化为热量，如果燃料电池电堆在工作的过程中产生的热量不能够被及时地散热，会导致燃料电池电堆的温度非常高，并会进一步导致质子交换膜出现缺水的不良现象，而一旦质子交换膜出现了缺水的不良现象，则势必会对质子交换膜的质子导电率产生不良影响，进而影响燃料电池电堆的性能。

为了提高燃料电池电堆的散热效率，通常在燃料电池电堆的侧部设置一个通风机，通风机以鼓风的方式加快空气在阴极板的每个散热通道内的流动速度，从而将燃料电池电堆产生的热量带走。尽管这种方式对于提高散热电池电堆的散热效率有一定的帮助，但是这种方式对阴极板的每个散热通道的宽度尺寸的要求比较苛刻，例如，若阴极板的每个散热通道的宽度尺寸过于狭窄，则在空气通过阴极板的每个散热通道时，过于狭窄的散热通道会产生较大的阻力，不利于空气进入。若空气进入到阴极板的每个散热通道的进入量比较少，不仅不利于燃料电池电堆散热，而且还会对通风机等燃料电池电堆的附件的静电、流量以及功率都会提出更为苛刻的要求，以至于增加了通风机等燃料电池电堆的附件的耗损，并且当燃料电池电堆的温度较高的环境中被使用时，不利于燃料电池电堆的温度的控制，极大地降低了燃料电池电堆的环境适应能力。更为重要的是，若空气进入阴极板的每个散热通道的进入量比较少，则势必导致自阴极板的每个散热通道进入每个进气通道的空气量比较少，进而导致到达质子交换膜的氧气量比较少，这不利于氢气和氧气的充分反应，以至于进一步导致燃料电池电堆的工作效率比较低。

阴极板的每个散热通道和每个进气通道均沿着阴极板的宽度方向延伸，当空气在阴极板的每个散热通道内流动时，只有很少一部分空气会自阴极板的每个散热通道进入每个空气通道而达到质子交换膜，这导致达到质子交换膜的空气量比较少，进而导致到达质子交换膜的氧气的量比较少。并且，由于阴极板的每个进气通道呈长条形，且每个进气通道的延伸方向和每个散热通道的延伸方向一致，并均沿着阴极板的宽度方向延伸，这种结构导致自每个进气通道到达质子交换膜的空气会快速地流走，这不利于氢气和氧气的充分反应，以至于进一步导致燃料电池的工作效率比较低。

另外，阳极板和阴极板是燃料电池的不可或缺的关键部件，但是，现有的燃料电池的阳极板和阴极板的重量都比较大，并且阳极板和阴极板在燃料电池中所占的比例非常大，甚至可以达到80％左右，这导致燃料电池非常的笨重，并且不利于提高燃料电池的功率密度。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板能够被轻质化，以有利于降低所述燃料电池单体的重量，并且通过这样的方式，能够提高所述燃料电池电堆的功率密度。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板具有良好的散热能力，以在所述燃料电池电堆工作时，能够显著地降低所述燃料电池电堆的温度。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板具有良好的散热能力，以在所述燃料电池电堆工作时，有利于控制所述燃料电池电堆的温度。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中通过对所述阴极板的结构进行改进，即便是配合所述燃料电池电堆的燃料电池系统的通风机的功率被减小，所述燃料电池电堆的散热效率也能够被保证，通过这样的方式，能够保证所述燃料电池电堆的可靠性和稳定性。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述通风机允许被选择更小的功率，从而有利于减轻所述燃料电池电堆的重量，和进一步提高所述燃料电池电堆的功率密度。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中在不增加所述阴极板的尺寸的基础上，所述阴极板的散热面积能够被有效地增加，通过这样的方式，有利于提高所述阴极板的散热能力，和提高所述燃料电池电堆的散热效率。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板能够增加到达所述燃料电池单体的膜电极组合体的反应流体的滞留时间，从而使得燃料和反应流体在到达所述膜电极组合体之后能够充分反应，以提高所述燃料电池电堆的电效率。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板能够通过形成流体旋涡的方式增加到达所述膜电极组合体的反应流体的滞留时间，从而使得燃料和反应流体在到达所述膜电极组合体之后能够充分反应，以提高所述燃料电池电堆的电效率。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板能够通过形成流体旋涡的方式增加到达所述膜电极组合体的反应流体的量，从而使得燃料和反应流体在到达所述膜电极组合体之后能够充分进行反映，以提高所述燃料电池电堆的电效率。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板能够防止燃料泄露，以避免浪费，并且所述阴极板通过防止燃料泄露的方式可以提高所述燃料电池电堆的安全性和可靠性。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板具有一组散热通道和一组流体通道，至少一个所述散热通道和至少一个所述流体通道相连通，并且所述散热通道的延伸方向和所述流体通道的延伸方向不一致，通过这样的方式，自所述散热通道进入所述流体通道的反应流体不容易从所述流体通道内逃逸出来，从而增加反应流体在所述流体通道内滞留的时间，以有利于燃料和反应流体在到达所述膜电极组合体之后充分进行反映，进而提高所述燃料电池电堆的电效率。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中相对于传统的直通式流体通道来说，本发明的所述阴极板通过提供孔状的所述流体通道的方式能够大幅度地降低所述阴极板的重量，并保证所述阴极板的强度，以实现所述阴极板的轻质化。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板通过提供孔状的所述流体通道的方式，能够显著地降低所述阴极板的体积密度，以实现所述阴极板的轻质化。例如，所述阴极板通过提供孔状的所述流体通道的方式，能够使所述阴极板的体积密度降低到现有技术的阴极板的10％～95％。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板允许由高密度的金属材料制成，并且所述阴极板通过提供所述流体通道的方式能够实现轻质化，从而提高所述燃料电池电堆的功率密度。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板提供至少一缺口，其对应和连通于所述流体通道，其中所述阴极板通过提供所述缺口的方式能够增加所述阴极板的散热面积，以提高所述燃料电池单体的散热效率。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板通过提供所述缺口的方式能够使所述散热通道呈非直通式，通过这样的方式，能够增加所述反应流体和与所述阴极板的接触面积，从而增强所述阴极板的散热效果。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板的所述缺口连通所述散热通道，从而当反应流体在所述散热通道内自所述阴极板的一侧向另一侧流动时，所述阴极板的所述缺口能够引导更多的反应流体自所述流体通道到达所述膜电极组合体，以有利于到达所述膜电极组合体的燃料和反应流体在所述燃料电池单体的内部进行充分反应。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板的所述流体通道形成于所述阴极板的板主体的中部，通过调整所述阴极板的所述流体通道的数量，能够实现所述阴极板的不同程度的轻质化。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板的所述流体通道能够进一步地形成于所述板主体的两侧，通过这样的方式，能够进一步使所述阴极板轻质化，并且所述阴极板能够进入所述燃料电池单体的内部的燃料泄露，从而保证所述燃料电池单体的安全性和可靠性。

本发明的一个目的在于提供一燃料电池电堆以及燃料电池单体及其阴极板，其中所述阴极板的两个流道端可以分别设有凹腔，以进一步地使所述阴极板轻质化。

依本发明的一个方面，本发明提供一阴极板，其用于一燃料电池单体，其中所述阴极板具有一阴极板贴合侧、一阴极板自由侧、至少一散热通道以及至少一流体通道，其中所述阴极板贴合侧和所述阴极板自由侧相互对应，其中每个所述散热通道分别形成于所述阴极板的所述阴极板贴合侧，并且每个所述散热通道分别沿着所述阴极板的宽度方向延伸，其中每个所述流体通道分别自所述阴极板贴合侧向所述阴极板自由侧方向延伸，并且至少一个所述流体通道连通于至少一个所述散热通道。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板包括一阴极板主体和至少一引导元件，其中所述阴极板主体具有一板主体、两流道端以及一凹槽，每个所述流道端分别形成于所述板主体的两个端部，其中每个所述流道端的一侧和所述板主体的一侧对齐以形成所述阴极板的所述阴极板贴合侧，每个所述流道端的另一侧凸出于所述板主体的另一侧以形成所述阴极板的所述阴极板自由侧，并且在所述板主体对应的位置形成所述凹槽，其中每个所述引导元件分别一体地且相互间隔地延伸于所述板主体，并被保持在所述凹槽内，以藉由每个所述引导元件分隔所述凹槽而形成每个所述散热通道，其中每个所述流体通道分别形成于所述板主体。

根据本发明的一个实施例，所述引导元件具有至少一缺口，其中所述缺口自所述阴极板的所述阴极板自由侧向所述阴极板贴合侧延伸，并且所述缺口对应和连通所述流体通道。

根据本发明的一个实施例，所述引导元件的所述缺口被定义为一第一缺口，所述第一缺口具有一个开口以连通于一个所述散热通道，其中所述流体通道被定义为一第一流体通道，所述第一流体通道连通于一个所述散热通道，其中所述第一缺口和所述第一流体通道相互对应和连通，并且所述第一缺口和所述第一流体通道连通同一个所述散热通道。

根据本发明的一个实施例，所述引导元件的所述缺口被定义为一第二缺口，所述第二缺口具有两个开口以连通相邻两个所述散热通道，其中所述流体通道被定义为一第二流体通道，所述第二流体通道连通相邻两个所述散热通道，其中所述第二缺口和所述第二流体通道相互对应和连通，并且所述第二缺口和所述第二流体通道分别连通相邻两个所述流体通道。

根据本发明的一个实施例，所述引导元件的一部分所述缺口被定义为一第一缺口，另一部分所述缺口被定义为一第二缺口，并且所述第一缺口具有一个开口以连通于一个所述散热通道，所述第二缺口具有两个开口以连通相邻两个所述散热通道，其中一部分所述流体通道被定义为一第一流体通道，另一部分所述流体通道被定义为一第二流体通道，并且所述第一流体通道连通于一个所述散热通道，所述第二流体通道连通于相邻两个所述散热通道，其中所述第一缺口和所述第一流体通道相互对应和连通，并且所述第一缺口和所述第一流体通道连通同一个所述散热通道，其中所述第二缺口和所述第二流体通道相互对应和连通，并且所述第二缺口和所述第二流体通道分别连通相邻两个所述流体通道。

根据本发明的一个实施例，两个以上的所述第一缺口形成一第一缺口组，两个以上的所述第二缺口形成一第二缺口组，两个以上的所述第一流体通道形成一第一流体通道组，两个以上的所述第二流体通道形成一第二流体通道组，其中所述第一缺口组的延伸方向和所述第二缺口组的延伸方向均与所述引导元件的延伸方向一致，其中所述第一流体通道组的延伸方向和所述第二流体通道组的延伸方向均与所述散热通道的延伸方向一致。

根据本发明的一个实施例，所述第二缺口的两个开口的尺寸不同。

根据本发明的一个实施例，所述第二缺口的尺寸稍大的开口与所述第一缺口的开口连通于同一个所述散热通道。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板的用于形成所述流体通道的区域的面积与所述阴极板的所述阴极板贴合侧的面积之比为0.3:1～0.95:1。

根据本发明的一个实施例，所述流体通道的形状选自圆孔、方孔、多变形孔和不规则弧形孔中的一个。

根据本发明的一个实施例，所述流体通道形成于所述阴极板本体的所述板主体的中部，从而在所述板主体的两侧分别形成一平整的贴合部。

根据本发明的一个实施例，所述流体通道形成于所述阴极板本体的所述板主体的全部区域。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板进一步具有至少一组凹腔，其中所述凹腔设于所述阴极板本体的至少一个所述贴合部，并且所述凹腔自所述阴极板自由侧向所述阴极板贴合侧方向延伸。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板具有至少一凹腔，其中所述凹腔设于所述阴极板本体的至少一个所述流道端。

根据本发明的一个实施例，所述凹腔进一步设于所述阴极板本体的至少一个所述流道端。

根据本发明的一个实施例，所述凹腔为盲孔；或者所述凹腔为穿孔；或者一部分所述凹腔为盲孔，另一部分所述凹腔为穿孔。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板由金属材料或者碳基材料制成。

依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一燃料电池单体，其包括：

至少一膜电极组合体；

一阳极板，其中所述阳极板具有一阳极板贴合侧、一阳极板自由侧以及至少一燃料流道，其中所述阳极板贴合侧和所述阳极板自由侧相互对应，所述燃料流道形成于所述阳极板贴合侧；以及

一阴极板，其中所述阴极板具有一阴极板贴合侧、一阴极板自由侧、至少一散热通道以及至少一流体通道，其中所述阴极板贴合侧和所述阴极板自由侧相互对应，其中每个所述散热通道分别形成于所述阴极板的所述阴极板贴合侧，并且每个所述散热通道分别沿着所述阴极板的宽度方向延伸，其中每个所述流体通道分别自所述阴极板贴合侧向所述阴极板自由侧方向延伸，并且至少一个所述流体通道连通于至少一个所述散热通道；其中所述膜电极组合体被设置于相互重叠的所述阳极板和所述阴极板之间，并且所述阳极板的所述阳极板贴合侧和所述阴极板的所述阴极板贴合侧分别朝向所述膜电极组合体，其中所述阳极板的所述燃料流道用于使燃料到达所述膜电极组合体，所述阴极板的所述流体通道用于使反应流体到达所述膜电极组合体。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板包括一阴极板主体和至少一引导元件，其中所述阴极板主体具有一板主体、两流道端以及一凹槽，每个所述流道端分别形成于所述板主体的两个端部，其中每个所述流道端的一侧和所述板主体的一侧对齐以形成所述阴极板的所述阴极板贴合侧，每个所述流道端的另一侧凸出于所述板主体的另一侧以形成所述阴极板的所述阴极板自由侧，并且在所述板主体对应的位置形成所述凹槽，其中每个所述引导元件分别一体地且相互间隔地延伸于所述板主体，并被保持在所述凹槽内，以藉由每个所述引导元件分隔所述凹槽而形成每个所述散热通道，其中每个所述流体通道分别形成于所述板主体。

根据本发明的一个实施例，所述引导元件具有至少一缺口，其中所述缺口自所述阴极板的所述阴极板自由侧向所述阴极板贴合侧延伸，并且所述缺口对应和连通所述流体通道。

根据本发明的一个实施例，所述引导元件的所述缺口被定义为一第一缺口，所述第一缺口具有一个开口以连通于一个所述散热通道，其中所述流体通道被定义为一第一流体通道，所述第一流体通道连通于一个所述散热通道，其中所述第一缺口和所述第一流体通道相互对应和连通，并且所述第一缺口和所述第一流体通道连通同一个所述散热通道。

根据本发明的一个实施例，所述引导元件的所述缺口被定义为一第二缺口，所述第二缺口具有两个开口以连通相邻两个所述散热通道，其中所述流体通道被定义为一第二流体通道，所述第二流体通道连通相邻两个所述散热通道，其中所述第二缺口和所述第二流体通道相互对应和连通，并且所述第二缺口和所述第二流体通道分别连通相邻两个所述流体通道。

根据本发明的一个实施例，所述引导元件的一部分所述缺口被定义为一第一缺口，另一部分所述缺口被定义为一第二缺口，并且所述第一缺口具有一个开口以连通于一个所述散热通道，所述第二缺口具有两个开口以连通相邻两个所述散热通道，其中一部分所述流体通道被定义为一第一流体通道，另一部分所述流体通道被定义为一第二流体通道，并且所述第一流体通道连通于一个所述散热通道，所述第二流体通道连通于相邻两个所述散热通道，其中所述第一缺口和所述第一流体通道相互对应和连通，并且所述第一缺口和所述第一流体通道连通同一个所述散热通道，其中所述第二缺口和所述第二流体通道相互对应和连通，并且所述第二缺口和所述第二流体通道分别连通相邻两个所述流体通道。

根据本发明的一个实施例，两个以上的所述第一缺口形成一第一缺口组，两个以上的所述第二缺口形成一第二缺口组，两个以上的所述第一流体通道形成一第一流体通道组，两个以上的所述第二流体通道形成一第二流体通道组，其中所述第一缺口组的延伸方向和所述第二缺口组的延伸方向均与所述引导元件的延伸方向一致，其中所述第一流体通道组的延伸方向和所述第二流体通道组的延伸方向均与所述散热通道的延伸方向一致。

根据本发明的一个实施例，所述第二缺口的两个开口的尺寸不同。

根据本发明的一个实施例，所述第二缺口的尺寸稍大的开口与所述第一缺口的开口连通于同一个所述散热通道。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板的用于形成所述流体通道的区域的面积与所述阴极板的所述阴极板贴合侧的面积之比为0.3:1～0.95:1。

根据本发明的一个实施例，所述流体通道的形状选自圆孔、方孔、多变形孔和不规则弧形孔中的一个。

根据本发明的一个实施例，所述流体通道形成于所述阴极板本体的所述板主体的中部，从而在所述板主体的两侧分别形成一平整的贴合部。

根据本发明的一个实施例，所述流体通道形成于所述阴极板本体的所述板主体的全部区域。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板进一步具有至少一组凹腔，其中所述凹腔设于所述阴极板本体的至少一个所述贴合部，并且所述凹腔自所述阴极板自由侧向所述阴极板贴合侧方向延伸。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板具有至少一凹腔，其中所述凹腔设于所述阴极板本体的至少一个所述流道端。

根据本发明的一个实施例，所述凹腔进一步设于所述阴极板本体的至少一个所述流道端。

根据本发明的一个实施例，所述凹腔为盲孔；或者所述凹腔为穿孔；或者一部分所述凹腔为盲孔，另一部分所述凹腔为穿孔。

根据本发明的一个实施例，所述阴极板由金属材料或者碳基材料制成。

依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一燃料电池电堆，其中所述燃料电池电堆进一步包括至少两燃料电池单体，其中每个所述燃料电池单体进一步包括：

依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一燃料电池单体，其包括：

至少一膜电极组合体；

一阳极板，其中所述阳极板具有一阳极板贴合侧、一阳极板自由侧以及至少一燃料流道，其中所述阳极板贴合侧和所述阳极板自由侧相互对应，所述燃料流道形成于所述阳极板贴合侧；以及

一阴极板，其中所述阴极板具有一阴极板贴合侧、一阴极板自由侧、至少一散热通道以及至少一流体通道，其中所述阴极板贴合侧和所述阴极板自由侧相互对应，其中每个所述散热通道分别形成于所述阴极板的所述阴极板贴合侧，并且每个所述散热通道分别沿着所述阴极板的宽度方向延伸，其中每个所述流体通道分别自所述阴极板贴合侧向所述阴极板自由侧方向延伸，并且至少一个所述流体通道连通于至少一个所述散热通道；其中所述膜电极组合体被设置于相互重叠的所述阳极板和所述阴极板之间，并且所述阳极板的所述阳极板贴合侧和所述阴极板的所述阴极板贴合侧分别朝向所述膜电极组合体，其中所述阳极板的所述燃料流道用于使燃料到达所述膜电极组合体，所述阴极板的所述流体通道用于使反应流体到达所述膜电极组合体；其中每个所述燃料电池单体内相互重叠地设置，并且一个所述燃料电池单体的所述阳极板贴合于相邻所述燃料电池单体的所述阴极板。

附图说明

图1是依本发明的一较佳实施例的一燃料电池系统的概念示意图。

图2是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的一燃料电池电堆的立体示意图。

图3是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的分解示意图。

图4是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的一燃料电池单体的立体示意图。

图5是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的分解示意图。

图6是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的一阴极板的俯视示意图，其示意了被实施为阴极板的所述阴极板。

图7是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的所述阴极板的主视示意图。

图8a是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的所述阴极板的一个视角的立体示意图。

图8b是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的所述阴极板的另一个视角的立体示意图。

图9是图8a的局部放大示意图。

图10是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的所述阴极板被沿着中间位置剖开后的立体示意图。

图11是图10的局部位置放大示意图。

图12是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的一变形实施方式的一阴极板的俯视示意图。

图13是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的上述变形实施方式的所述阴极板的主视示意图。

图14是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的上述变形实施方式的所述阴极板的立体示意图。

图15是图14的局部位置放大示意图。

图16是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的另一变形实施方式的一阴极板的俯视示意图。

图17是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的上述变形实施方式的所述阴极板的主视示意图。

图18是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的上述变形实施方式的所述阴极板的立体示意图。

图19是图18的局部位置放大示意图。

图20是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的一变形实施方式的一阴极板的俯视示意图。

图21是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的一变形实施方式的一阴极板的俯视示意图。

图22是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的上述变形实施方式的所述阴极板的主视示意图。

图23是依本发明的上述较佳实施例的所述燃料电池系统的所述燃料电池电堆的所述燃料电池单体的上述变形实施方式的所述阴极板的立体示意图。

图24是图22的局部位置放大示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考本发明的说明书附图之附图1，依本发明的一较佳实施例的一燃料电池系统在接下来的描述中被揭露和被阐述，其中所述燃料电池系统包括至少一燃料电池电堆1000和一燃料源2000，其中所述燃料电池电堆1000被连通所述燃料源2000，其中所述燃料源2000向所述燃料电池电堆1000提供燃料，例如，所述燃料源2000向所述燃料电池电堆1000提供氢气，以藉由氢气和其他反应流体，例如氧气，在所述燃料电池电堆1000内发生电化学反应而产生电能。换言之，所述燃料源2000可以被实施为但不限于氢气源，从而所述燃料源2000能够向所述燃料电池电堆1000提供氢气，以供在所述燃料电池电堆1000内发生电化学反应而产生电能。

进一步地，所述燃料电池系统还可以包括至少一通风机3000，其中所述通风机3000被邻近地设置于所述燃料电池电堆1000，其中在所述燃料源2000将诸如氢气等燃料提供至所述燃料电池电堆1000时，所述通风机3000能够将反应流体提供至所述燃料电池电堆1000，例如所述通风机3000能够将空气提供至所述燃料电池电堆1000，以使燃料和空气中包含的某种气体，例如氧气，发生电化学反应而产生电能。在所述燃料电池电堆1000的一部分化学能转化为电能的同时，另一部分化学能还会转化成热量，因为所述通风机3000具有鼓动空气流动的作用，因此，所述燃料电池电堆1000产生的热量会被所述通风机3000鼓动的空气带走而进行散热。

值得一提的是，所述燃料电池系统还可以包括但不限于控制器、电磁阀、减压阀、锂电池等部件，本发明的所述燃料电池系统在这方面不受限制。

参考附图2至图5，所述燃料电池电堆1000包括至少一燃料电池单体100，其中每个所述燃料电池单体100分别具有一第一流道101和一第二流道102，其中所述第一流道101形成于所述燃料电池单体100的一个端部，所述第二流道102形成于所述燃料电池单体100的另一个端部。每个所述燃料电池单体100被相互重叠地设置以形成所述燃料电池电堆1000，其中相邻两个所述燃料电池单体100的所述第一流道101相互连通，相邻两个所述燃料电池单体100的所述第二流道102相互连通。

优选地，所述燃料电池单体100可以呈中心对称，这样给所述燃料电池电堆100的安装提供了便利。

在本发明的所述燃料电池系统的这个较佳的示例中，所述燃料源2000能够被直接地连通位于所述燃料电池电堆1000的最外侧的所述燃料电池单体100的所述第一流道101，从而所述燃料源2000提供的燃料能够沿着每个所述燃料电池单体100的所述第一流道101流动，并能够进入每个所述燃料电池单体100的内部，多余的燃料能够自每个所述燃料电池单体100进入所述第二流道102，并沿着每个所述燃料电池单体100的所述第二流道102流动，和被回收，以防止燃料泄露至所述燃料电池单体的外部而造成污染和危险。自所述第一流道101进入每个所述燃料电池单体100的内部的燃料能够和进入所述燃料电池单体100的反应流体在所述燃料电池单体100的内部发生电化学反应而产生电能。

进一步地，所述燃料电池电堆1000包括至少一组密封垫200，其中所述密封垫200为一第一密封垫200a和一第二密封垫200b，其中所述第一密封垫200a和所述第二密封垫200b分别具有一穿孔201，其中所述第一密封垫200a和所述第二密封垫200b分别被保持在相邻所述燃料电池单体100之间，并且所述第一密封垫200a的所述穿孔201对应于每个所述燃料电池单体100的所述第一流道101，和所述第二密封垫200b的所述穿孔201对应于每个所述燃料电池单体100的所述第二流道102，以藉由所述第一密封垫200a阻止在相邻两个所述燃料电池单体100的所述第一流道101之间产生缝隙，和藉由所述第二密封垫200b阻止在相邻两个所述燃料电池单体100的所述第二流道102之间产生缝隙，通过这样的方式，在燃料自一个所述燃料电池单体100的所述第一流道101流向相邻所述燃料电池单体100的所述第一流道101时不会泄露，和在燃料自一个所述燃料电池单体100的所述第二流道102流向相邻所述燃料电池单体100的所述第二流道102时不会泄露，从而保证所述燃料电池系统在处于工作状态时的安全性和可靠性。

参考附图4至图11，每个所述燃料电池单体100分别包括一阳极板10、一阴极板20以及一膜电极组合体30，其中所述阳极板10、所述膜电极组合体30和所述阴极板20相互重叠地设置，以使所述膜电极组合体30被保持在所述阳极板10和所述阴极板20之间。

值得一提的是，所述膜电极组合体30的类型在本发明的所述燃料电池单体100中不受限制，例如所述膜电极组合体30可以被实施为但不限于一个电解质薄膜，例如质子交换膜，当燃料和反应流体分别到达所述膜电极组合体30时，所述膜电极组合体30允许燃料和反应流体产生电化学反应穿过所述膜电极组合体30，从而产生电能。值得一提的是，所述膜电极组合体30设有催化剂，从而在燃料和反应流体分别到达所述膜电极组合体30时，催化剂能够使燃料和反应流体进行电化学反应而产生电能。催化剂的类型在本发明的所述燃料电池单体100中不受限制。

进一步地，所述阳极板10具有一阳极板贴合侧11、一阳极板自由侧12、一第一通孔13、一第二通孔14以及至少一燃料流道17，其中所述阳极板贴合侧11和所述阳极板自由侧12相互对应，其中所述第一通孔13设于所述阳极板10的一个端部，所述第二通孔14设于所述阳极板10的另一个端部，并且所述第一通孔13和所述第二通孔14分别自所述阳极板10的所述阳极板贴合侧11延伸至所述阳极板自由侧12，以使所述第一通孔13和所述第二通孔14形成贯穿型通孔，其中所述燃料流道17自所述阳极板贴合侧11向所述阳极板自由侧12方向延伸，并且所述燃料流道17的两个端部分别延伸以分别连通所述第一通孔13和所述第二通孔14。

换言之，所述燃料流道17是凹槽状燃料流道，其中所述燃料流道17用于引导自所述阳极板10的所述第一通孔13进入到所述燃料电池单体100的内部的燃料流动至所述第二通孔14。

值得一提的是，尽管在附图中示出的所述阳极板10的所述燃料流道17的数量是一个，在所述燃料电池单体100的其他可能的示例中，所述燃料流道17的数量也可以是两个以上，本发明的所述燃料电池单体100在这方面不受限制。

优选地，所述阳极板10的所述燃料流道17可以在所述第一通孔13和所述第二通孔14之间弯曲地延伸，通过这样的方式，能够增加燃料在所述燃料电池单体100中滞留的时间，以使燃料和反应流体能够在所述燃料电池单体100中充分反应，从而提高所述燃料电池单体100的电效率。

值得一提的是，所述阳极板10的所述燃料流道17的弯曲延伸的形态在本发明的所述燃料电池单体100中不受限制。

还值得一提的是，所述阳极板10的所述燃料流道17的形成方式在本发明的所述燃料电池单体100中也不受限制，例如可以在所述阳极板10成型的同时形成所述燃料流道17，也可以在所述阳极板10成型后，通过蚀刻等工艺在所述阳极板10的所述阳极板贴合侧11形成下凹的所述燃料流道17。

所述阴极板20具有一阴极板贴合侧21、一阴极板自由侧22、一第三通孔23以及一第四通孔24，其中所述阴极板贴合侧21和所述阴极板自由侧22相互对应，其中所述第三通孔23设于所述阴极板20的一个端部，所述第四通孔24设于所述阴极板20的另一个端部，并且所述第三通孔23和所述第四通孔24分别自所述阴极板20的所述阴极板贴合侧21延伸至所述阴极板自由侧21，以使所述第三通孔23和所述第四通孔24形成贯穿型通孔。

所述膜电极组合体30具有一第五通孔31和一第六通孔32，其中所述第五通孔31设于所述膜电极组合体30的一个端部，所述第六通孔32设于所述膜电极组合体30的另一个端部。也就是说，所述第五通孔31和所述第六通孔32分别连通所述膜电极组合体30的两个侧部，以使所述第五通孔31和所述第六通孔32形成贯穿型通孔。

所述阳极板10、所述膜电极组合体30和所述阴极板20相互重叠地设置，以使所述膜电极组合体30被保持在所述阳极板10和所述阴极板20之间，并且，所述阳极板10的所述第一通孔13、所述膜电极组合体30的所述第五通孔32和所述阴极板30的所述第三通孔23相互对应和连通而形成所述燃料电池单体100的所述第一流道101，相应地，所述阳极板10的所述第二通孔14、所述膜电极组合体30的所述第六通孔32和所述阴极板20的所述第四通孔24相互对应和连通而形成所述燃料电池单体100的所述第二流道102。也就是说，所述阳极板10的所述燃料流道17的两个端部分别延伸以连通所述燃料电池单体100的所述第一流道101和所述第二流道102。

优选地，所述燃料电池单体100进一步包括一中空的密封层40，其中所述密封层40被设置和被保持在所述阳极板10和所述膜电极组合体30之间，以用于阻止在所述阳极板10的所述阳极板贴合侧11和所述膜电极组合体30相互贴合的贴合边缘之间产生缝隙，从而阻止自所述阳极板10的所述燃料流道17进入所述燃料电池单体100的内部的燃料在所述阳极板10和所述膜电极组合体30之间出现逃逸的不良现象，从而避免燃料泄露，通过这样的方式，不仅能够避免浪费，而且更重要的是能够保证所述燃料电池系统在工作时的安全性和可靠性。

值得一提的是，由于所述密封层40是中空的，从而在所述密封层40被保持在所述阳极板10和所述膜电极组合体30之间时，所述密封层40并不会封闭和堵塞所述阳极板10的所述燃料流道17在所述阳极板贴合侧11的开口，这样，所述阳极板10的所述燃料流道17在所述阳极板贴合侧11的开口能够直接朝向所述膜电极组合体30，通过这样的方式，能够便于燃料到达所述膜电极组合体30。

优选地，所述密封层40的尺寸与所述阳极板10和所述膜电极组合体30的尺寸一致，从而在将所述密封层40设置在相互重叠的所述阳极板10和所述膜电极组合体30之间时，所述密封层40不会裸露在所述燃料电池单体100的外部，也不会覆盖所述膜电极组合体30的中部。

进一步地，所述密封层40具有一第七通孔41和一第八通孔42，其中所述第七通孔41设于所述密封层40的一个端部，所述第八通孔42设于所述密封层40的另一个端部。也就是说，所述第七通孔41和所述第八通孔42分别连通所述密封层40的两个侧部，以使所述第七通孔41和所述第八通孔42形成贯穿型通孔。

所述阳极板10、所述密封层40、所述膜电极组合体30和所述阴极板20被依次重叠地设置，其中所述阳极板10的所述第一通孔13、所述密封层40的所述第七通孔41、所述膜电极组合体30的所述第五通孔32和所述阴极板30的所述第三通孔23相互对应和连通而形成所述燃料电池单体100的所述第一流道101，相应地，所述阳极板10的所述第二通孔14、所述密封层40的所述第八通孔42、所述膜电极组合体30的所述第六通孔32和所述阴极板20的所述第四通孔24相互对应和连通而形成所述燃料电池单体100的所述第二流道102。

另外，所述阳极板10具有一第一容纳槽15和一第二容纳槽16，其中所述第一容纳槽15和所述第二容纳槽16分别自所述阳极板10的所述阳极板自由侧12向所述阳极板贴合侧11延伸，其中所述第一容纳槽13设于所述阳极板10的一个端部，并且所述第一容纳槽15和所述第一通孔13相互连通，其中所述第二容纳槽15设于所述阳极板10的另一个端部，并且所述第二容纳槽16和所述第二通孔14相互连通。

相应地，所述阴极板20具有一第三容纳槽25和一第四容纳槽26，其中所述第三容纳槽25和所述第四容纳槽26分别自所述阴极板20的所述阴极板自由侧22向所述阴极板贴合侧21延伸，其中所述第三容纳槽25设于所述阴极板20的一个端部，并且所述第三容纳槽25和所述第三通孔23相互连通，其中所述第四容纳槽26设于所述阴极板20的另一个端部，并且所述第四容纳槽26和所述第四通孔24相互连通。

在将多个所述燃料电池单体100重叠地设置而形成所述燃料电池电堆1000时，一个所述燃料电池单体100的所述阳极板10朝向相邻所述燃料电池单体100的所述阴极板30，并且，所述第一密封垫200a能够被同时保持在一个所述燃料电池单体100的所述阳极板10的所述第一容纳槽15和相邻所述燃料电池单体100的所述阴极板20的所述第三容纳槽25，从而藉由所述第一密封垫200a阻止在相邻所述燃料电池单体100的所述第一流道101之间产生缝隙；相应地，所述第二密封垫200b能够被保持在一个所述燃料电池单体100的所述阳极板10的所述第二容纳槽16和相邻所述燃料电池单体100的所述阴极板20的所述第四容纳槽26，从而藉由所述第二密封垫200b阻止在相邻所述燃料电池单体100的所述第二流道102之间产生缝隙。通过在相邻所述燃料电池单体100之间设置所述第一密封垫200a和所述第二密封垫200b的方式，在燃料依次通过每个所述燃料电池单体100的所述第一流道101和所述第二流道102时不会发生泄露，从而保证所述燃料电池系统在被使用时的安全性和可靠性。

另外，本领域的技术人员可以理解的是，通过在所述阳极板10的所述阳极板自由侧12设所述第一容纳槽15和所述第二容纳槽16以及在所述阴极板20的所述阴极板自由侧22设所述第三容纳槽25和所述第四容纳槽26的方式，能够阻止所述第一密封垫200a和所述第二密封垫200b自动地做相对于所述阳极板10和所述阴极板20的移动，从而能够确保由所述第一密封垫200a和所述第二密封垫200b阻止在相邻所述燃料电池单体100的所述第一流道101和所述第二流道102之间产生缝隙。

参考附图6至图11，所述阴极板20进一步具有一组散热通道27和一组流体通道28，其中每个所述散热通道27分别相互间隔地设于所述阴极板20的所述阴极板自由侧22，并且每个所述散热通道27分别沿着所述阴极板20的宽度方向延伸，其中每个所述流体通道28分别相互间隔，和自所述阴极板20的所述阴极板贴合侧21向所述阴极板自由侧22方向延伸，并且至少一个所述流体通道28连通至少一个所述散热通道27。与现有技术的燃料电池的阴极板不同的是，在本发明的所述燃料电池单体100中，所述阴极板20的所述散热通道27的延伸方向和所述流体通道28的延伸方向不同。优选地，所述阴极板20的所述散热通道27的延伸方向与所述阴极板20的宽度方向一致，所述阴极板20的所述流体通道28的延伸方向与所述阴极板20的厚度方向一致，从而所述阴极板20的所述散热通道27的延伸方向与所述流体通道28的延伸方向相互垂直。

当然，本领域的技术人员可以理解的是，所述阴极板20的至少一部分所述流体通道28也可以自所述阴极板贴合侧21向所述阴极板自由侧22方向倾斜地延伸，从而使该部分的所述流体通道28的延伸方向和所述散热通道27的延伸方向不垂直。

在本发明的所述燃料电池单体100中，所述阴极板20的所述流体通道28形成在所述阴极板贴合侧21的开口对应于所述膜电极组合体30，当反应流体自所述阴极板20的一侧进入所述散热通道27并向所述阴极板20的另一侧流动时，进入所述散热通道27的反应流体会自动地进入所述阴极板20的所述流体通道28并到达所述膜电极组合体30，从而自所述阳极板10的所述燃料流道17到达所述膜电极组合体30的燃料和自所述阴极板20的所述流体通道28到达所述膜电极组合体30的反应流体能够在所述燃料电池单体100的内部进行电化学反应而产生电能，同时产生热量，其中反应流体在所述阴极板20的所述散热通道27内自所述阴极板20的一侧向另一侧流动时，能够将热量带走，以起到散热的作用。

换言之，当反应流体在所述阴极板20的一侧进入所述散热通道27并向所述阴极板20的另一侧流动时，进入所述散热通道27的反应流体不仅能够经由所述流体通道28提供反应流体到达所述膜电极组合体30，而且还能够起到散热的作用。例如，反应流体可以是但不限于空气，从而当空气在所述阴极板20的一侧进入所述散热通道27并向所述阴极板20的另一侧流动时，进入所述散热通道27的空气不仅能够经由所述流体通道28提供氧气到达所述膜电极组合体30，而且空气在所述阴极板20的所述散热通道27内的流动还能够起到散热的作用。

参考附图8a至图11，进一步地，所述阴极板20包括一阴极板本体201，其中所述阴极板本体201具有一板主体2011、两流道端2012以及一凹槽2013，每个所述流道端2012分别位于所述板主体2011的两侧，其中每个所述流道端2012的厚度尺寸大于所述板主体2011的厚度尺寸，并且每个所述流道端2012的一侧和所述板主体2011的一侧对齐以形成所述阴极板20的所述阴极板贴合侧21，每个所述流道端2012的另一侧凸出于所述板主体2011的另一侧，从而在所述板主体2011对应的位置形成所述凹槽2013，并且在每个所述流道端2012的该侧和所述板主体2011的该侧形成所述阴极板20的所述阴极板自由侧22。也就是说，所述凹槽2013在所述阴极板本体201的两个所述流道端2012之间延伸，并且所述凹槽2013在所述阴极板本体201的两个侧部形成开口。所述阴极板20的所述第三通孔23和所述第三凹槽25分别形成于所述阴极板本体201的一个所述流道端2012，所述第四通孔24和所述第四凹槽26分别形成于所述阴极板本体201的另一个所述流道端2012。每个所述流体通道28分别形成于所述阴极板本体201的所述板主体2011，并且每个所述流体通道28是贯穿型通孔。优选地，每个所述流体通道28分别形成于所述阴极板本体201的所述板主体2011的中部。

所述阴极板20进一步包括一组引导元件202，其中每个所述引导元件202分别一体地且相互间隔地延伸于所述阴极板本体201的所述板主体2011，并且每个所述引导元件202均位于所述阴极板本体201的所述凹槽2013内，以分隔所述阴极板本体201的所述凹槽2013而形成所述阴极板20的每个所述散热通道27，即，每个所述散热通道27分别形成在每个所述流道端2012、所述板主体2011和每个所述引导元件202之间。并且，所述引导元件202位于所述阴极板20的所述阴极板自由侧22。也就是说，每个所述引导元件202的延伸方向与所述阴极板20的宽度方向一致，从而使得每个所述散热通道27的延伸方向与所述阴极板20的宽度方向一致。优选地，每个所述流道端2012凸出于所述板主体2011的高度与每个所述引导元件202凸出于所述板主体2011的高度一致。

优选地，每个所述引导元件202的宽度尺寸一致。更优选地，每个所述引导元件202被等距离地保持在所述阴极板本体201的所述凹槽2013内，从而使得所述阴极板20的每个所述散热通道27的宽度相等。尽管如此，本领域的技术人员可以理解的是，在本发明的所述燃料电池单体100的其他示例中，所述阴极板20的每个所述散热通道27的距离也可以不相等。

可选地，所述阴极板20的每个所述散热通道27的宽度尺寸大于每个所述引导元件202的宽度尺寸。

所述燃料电池单体100在将一部分化学能转化为电能的同时，会将另一部分化学能转化为热能，其中所述燃料电池单体100产生的热量会被所述阴极板20的所述阴极板本体201和所述引导元件202传导至每个所述散热通道27内和直接传导至所述燃料电池单体100的外部，其中当反应流体在所述阴极板20的每个所述散热通道27内流动时，流动的反应流体能够将被传导至每个所述散热通道27内的热量带走，以起到散热的作用。

进一步地，所述阴极板20的每个所述流体通道28分别沿着所述阴极板20的厚度方向延伸，并且每个所述流体通道28分别自所述阴极板20的所述阴极板贴合侧21延伸至所述阴极板自由侧22，从而使得至少一个所述流体通道28和至少一个所述散热通道27相互连通，以允许在所述散热通道27内流动的反应流体能够自动地进入到所述流体通道28，并经由所述流体通道28到达所述膜电极组合体30。

优选地，多个所述流体通道28可以分别连通一个所述散热通道27，从而多个所述流体通道28形成的通道组的延伸方向可以和所述散热通道27的延伸方向一致，通过这样的方式，当反应流体在所述阴极板20的所述散热通道27内流动至对应于所述流体通道28的区域时，由于所述流体通道28的尺寸比较小且是凹陷的，根据流体力学原理，反应流体会自动地进入所述流体通道28内，并经由所述流体通道28到达所述膜电极组合体30。

相对于现有技术的阴极板的散热通道和流体通道相对齐和连通，并沿着阴极板的宽度方向延伸的方式来说，本发明的所述燃料电池单体100的所述阴极板20的所述散热通道27的延伸方向和所述阴极板20的宽度方向一致，所述阴极板20的所述流体通道28的延伸方向和所述阴极板20的厚度方向一致，从而当反应流体在所述散热通道27内流动且经过对应于所述流体通道28的区域时，由于所述流体通道28的尺寸比较小且是凹陷的，因此，反应流体会形成流体旋涡而进入到所述流体通道28的内部，并经由所述流体通道28到达所述膜电极组合体30，通过这样的方式，一方面能够增加经由所述流体通道28到达所述膜电极组合体30的反应流体的量，另一方面能够使反应流体在到达所述膜电极组合体30后滞留更长的时间，以使得自所述阳极板10的所述燃料流道17到达所述膜电极组合体30的燃料和自所述阴极板20的所述流体通道28到达所述膜电极组合体30的反应流体能够充分反应，以提高所述燃料电池单体100的电效率，这是现有技术的阴极板意料之外的，并且本发明的所述燃料电池单体100的所述阴极板20的这种结构对于提高所述燃料电池单体100的电效率和提高所述燃料电池系统的电效率来说特别的重要。

值得一提的是，所述阴极板20的所述流体通道28的形状在本发明的所述燃料电池单体100中不受限制，例如所述阴极板20的所述流体通道28的形状可以是但不限于圆孔、方孔、多边形孔、不规则弧形孔等或者以上形状的组合。另外，所述阴极板20的每个所述流体通道28的尺寸可以一致，也可以不一致。另外，所述阴极板20的每个所述流体通道28在被实施为穿孔时，其孔径和孔间距不受限制。

值得一提的是，在本发明的所述燃料电池单体100中，所述阴极板20通过提供沿着所述阴极板20的厚度方向延伸的所述流体通道28的方式，能够显著地降低所述阴极板20的体积密度，以实现所述阴极板20的轻质化。例如，所述阴极板20通过提供沿着所述阴极板20的厚度方向延伸的所述流体通道28的方式，能过使所述阴极板20的体积密度降低到传统的阴极板的10％～95％，从而大幅度地降低所述阴极板20的体积密度，进而有利于提高所述燃料电池单体的功率密度。

还值得一提的是，所述阴极板20的材质在本发明的所述燃料电池单体100中不受限制，例如所述阴极板20可以由高密度的金属材料制成，例如但不限于铝、铝合金、不锈钢、铜、钛、镍等，也可以由低密度的碳基材料制成，例如但不限于石墨、碳/聚合物复合材料等，其根据所述燃料电池单体100的需要被选择。也就是说，所述阴极板20可以是金属件或者碳基件。

在本发明的所述阴极板20的这个较佳示例中，所述阴极板20的所述流体通道28形成于所述阴极板本体201的所述板主体2011的中部，从而在所述阴极板20的所述阴极板本体201的所述板主体2011的两侧分别形成一平整的贴合部2014，通过这样的方式，在所述阳极板10、所述密封层40、所述膜电极组合体30和所述阴极板20相互重叠而形成所述燃料电池单体100时，所述阴极板20的两个所述流道端2012和两个所述贴合部2014能够分别贴合于所述膜电极组合体30的外周边缘，从而使所述燃料电池单体100的外周边缘是完全封闭的，以防止自所述阳极板10的所述燃料流道17到达所述膜电极组合体30的燃料泄露，从而保证所述燃料电池单体100的安全性和可靠性。

优选地，从所述阴极板20的俯视视角来看，例如从所述阴极板20的所述阴极板贴合侧21的视角来看，所述阴极板20的用于形成所述流体通道28的区域的面积与所述阴极板20的所述阴极板贴合侧21的面积之比为：0.3:1～0.95:1(包括0.3:1和包括0.95:1)。换言之，所述阴极板20的用于形成所述流体通道28的区域的面积占所述阴极板20的所述阴极板贴合侧21的面积的30％～95％。本领域的技术人员可以理解的是，所述阴极板20的用于形成所述流体通道28的区域的面积越大，所述阴极板20越能够被轻质化，而轻质化的所述阴极板20能够大幅度地降低所述阴极板20的重量，和降低所述燃料电池单体100的重量，从而有利于提高所述燃料电池单体100的功率密度。

优选地，所述阴极板20的所述引导元件202具有至少一缺口2021，其中所述缺口2021对应和连通于所述流体通道28。相对于现有技术的阴极板提供直通式的散热通道的方式来说，本发明的所述阴极板20的所述引导元件202设有所述缺口2021的方式，一方面能够增加所述阴极板20的散热面积，从而当反应流体在所述阴极板20的每个所述散热通道27内流动时，能够增加反应流体和所述阴极板20的接触面积以提高所述阴极板20的散热效率，另一方面当反应流体在所述阴极板20的所述散热通道27内流动时，所述引导元件202的用于形成所述缺口2021的表面用于引导反应流体首先进入所述缺口2021内，然后进入所述流体通道28和经由所述流体通道28到达所述膜电极组合体20，这样的方式，不仅能够增加自所述流体通道28到达所述膜电极组合体30的反应流体的量，而且还能够增加反应流体在到达所述膜电极组合体30后滞留的时间，这样的方式，有利于使自所述阳极板10的所述燃料流道17到达所述膜电极组合体30的燃料和自所述阴极板20的每个所述流体通道28到达所述膜电极组合体30的反应流体充分反应，从而提高所述燃料电池单体100的电效率。

具体地说，参考附图8a至图11，将所述阴极板20的一部分的所述流体通道28定义为一第一流体通道28a，和将所述阴极板20的另一部分的所述流体通道28定义为一第二流体通道28b，即，所述阴极板20具有至少一个所述第一流体通道28a和至少一个所述第二流体通道28b，并且每个所述第一流体通道28a和每个所述第二流体通道28b相互间隔地形成于所述板主体2011。进一步地，两个以上的所述第一流体通道28a形成一第一流体通道组280a，两个以上的所述第二流体通道28a形成一第二流体通道组280b，其中所述第一流体通道组280a的延伸方向和所述散热通道27的延伸方向一致，所述第二流体通道组280b的延伸方向和所述散热通道27的延伸方向一致。优选地，所述第一流体通道组280a的每个所述第一流体通道28a仅连通一个所述散热通道27，所述第二流体通道280b的每个所述第二流体通道28b连通相邻两个所述散热通道27。

相应地，将所述阴极板20的所述引导元件202的一部分所述缺口2021定义为一第一缺口2021a，和将所述阴极板20的所述引导元件202的另一部分所述缺口2021定义为一第二缺口2021b，即，所述阴极板20的所述引导元件202具有至少一个所述第一缺口2021a和至少一个所述第二缺口2021b，并且每个所述第一缺口2021a和每个所述第二缺口2021b相互间隔地形成于每个所述引导元件202。进一步地，两个以上的所述第一缺口2021a形成一第一缺口组20210a，两个以上的所述第二缺口2021b形成一第二缺口组20210b，其中所述第一缺口组20210a的延伸方向和所述散热通道27的延伸方向一致，所述第二缺口组20210b的延伸方向和所述散热通道27的延伸方向一致。优选地，所述第一缺口组20210a中的每个所述缺口2021a仅具有一个开口，以通过该开口连通一个所述散热通道27，并且所述第一缺口组20210a中的每个所述缺口2021a与所述第一流体通道组280a中的每个所述第一流体通道28a连通同一个所述散热通道27，所述第二缺口组20210b中的每个所述缺口2021b具有两个开口，以通过两个该开口分别连通相邻所述散热通道27，并且所述第二缺口组20210b中的每个所述缺口2021b与所述第二流体通道组280b中的每个所述第二流体通道28b均连通相邻两个所述散热通道27。

进一步地，所述第二缺口组20210b中的每个所述第二缺口2021b的两个开口的尺寸不同，其中所述第二缺口2021b的一个开口的尺寸稍大于另一个开口的尺寸。优选地，所述第二缺口2021b的尺寸稍大的开口和所述第一缺口2021a的开口均形成于所述引导元件202的同一侧，即，所述第二缺口2021b的尺寸少打的开口和所述第一缺口2021a的开口连通同一个所述散热通道27，并且所述第二缺口2021b的尺寸稍小的开口连通相邻的所述散热通道27。

当反应流体，例如空气，自所述阴极板20的一侧向另一侧流动时，空气会进入到每个所述散热通道27内，并沿着每个所述散热通道27从所述阴极板20的一侧向另一侧流动，其中空气会被所述引导元件202的用于形成所述第一缺口2021a的内壁阻挡而被引导并自动地进入到所述第一流体通道28a，和以形成气体旋涡的方式经由所述第一流体通道28a到达所述膜电极组合体30，相应地，空气会被所述引导元件202的用于形成所述第二缺口2021b的内壁阻挡而被引导并自动地进入到所述第二流体通道28b，和以形成气体旋涡的方式经由所述第二流体通道28b到达所述膜电极组合体30，通过这样的方式，一方面，能够增加到达所述膜电极组合体30的空气的量，从而使自所述阳极板10的所述燃料流道17到达所述膜电极组合体30的氢气和自所述阴极板20的每个所述流体通道28到达所述膜电极组合体30的空气中的氧气进行充分反应，这有利于提高所述燃料电池单体100的电效率，另一方面，所述阴极板30允许空气与所述阴极板30充分接触，以有利于提高所述燃料电池单体100的散热效率，从而有利于控制所述燃料电池系统的温度。

优选地，所述第一流体通道28a和所述第一缺口2021a同时形成于所述阴极板20，所述第二流体通道28b和所述第二缺口2021b同时形成于所述阴极板20。

优选地，所述阴极板20的所述第一流体通道28a和所述第二流体通道28b相互错位，例如在所述阴极板20的宽度方向，任意一个所述第一流体通道28a的四周的所述流体通道28为所述第二流体通道28b，任意一个所述第二流通通道28b的四周的所述流体通道28为所述第一流体通道28a，通过这样的方式，能够在保证所述阴极板20的强度的基础上，能够增加所述流体通道28的数量。本领域的技术人员应当理解的是，所述流体通道28的数量被增加之后，不仅能够使所述阴极板20更加轻质化，而且还能够增加所述阴极板20的散热面积以提高所述燃料电池单体100的散热效率，更为重要的是，所述流体通道28的数量被增加之后，自所述流体通道28到达所述膜电极组合体30的反应流体的量会被增加，以有利于通过增加自所述阳极板10的所述燃料流道17到达所述膜电极组合体30和自所述阴极板20的所述流体通道28到达所述膜电极组合体30的反应流体的反应时间的方式，提高所述燃料电池单体100的电效率。

附图12至图15示出了所述阴极板20的一个变形实施方式，与附图6至图11示出的所述阴极板20不同的是，在附图12至图15示出的所述阴极板20的这个具体示例中，所述阴极板20的所述阴极板本体201的至少一个所述流道端2012进一步具有至少一凹腔20121。优选地，所述阴极板20的所述阴极板本体201的每个所述流道端2012均设有一组相互间隔的所述凹腔20121，通过这样的方式，有利于进一步减轻所述阴极板20的重量，从而进一步使所述阴极板20轻质化。并且，所述阴极板20的所述阴极板本体201的每个所述流道端2012的所述凹腔20121是相互间隔的，通过这样的方式，所述阴极板本体201的强度不会受到影响。

值得一提的是，所述凹腔20121的形状在本发明的所述阴极板20中不受限制，例如所述凹腔20121可以是圆孔、方孔、多边形孔、不规则弧形孔等或者以上形状的组合。另外，所述凹腔20121的孔径和孔间距也可以根据需要被选择。另外，所述凹腔121可以被实施为通孔，也可以被实施为盲孔，或者所述凹腔121的一部分被实施为通孔，另一部分被实施为盲孔。

附图16至图19示出了所述阴极板20的另一个变形实施方式，与附图6至图11示出的所述阴极板20不同的是，在附图16至图19示出的所述阴极板20的这个具体示例中，所述阴极板20的所述流体通道28可以进一步被设于所述板主体2011的两个所述贴合部2014，由于每个所述流体通道28相互间隔，从而所述阴极板20的两个所述贴合部2014仍然是连续的，这样，在所述阳极板10、所述密封层40、所述膜电极组合体30和所述阴极板20相互重叠而形成所述燃料电池单体100时，所述阴极板20的两个所述流道端2012和两个所述贴合部2014仍然能够分别贴合于所述膜电极组合体30的外周边缘，从而使所述燃料电池单体100的外周边缘是完全封闭的，以防止自所述阳极板10的所述燃料流道17到达所述膜电极组合体30的燃料泄露，从而保证所述燃料电池单体100的安全性和可靠性。

可以理解的是，通过在所述阴极板20的所述板主体2011的两个所述贴合部2014进一步设有所述流体通道28的方式，能够进一步减轻所述阴极板20的重量，从而进一步使所述阴极板20轻质化。另外，这种方式能够进一步增加所述阴极板20的散热面积，以有利于提高所述阴极板20的散热效率。

附图20示出了所述阴极板20的另一个变形实施方式，与附图16至图19示出的所述阴极板20不同的是，在附图20示出的所述阴极板20的这个具体的示例中，在所述阴极板20的两个所述贴合部2014可以没有设有所述流体通道28，而是在所述阴极板20的两个所述贴合部2014设有被实施为盲孔的所述凹腔20121，并且所述凹腔20121自所述阴极板20的所述阴极板自由侧22向所述阴极板贴合侧21的方向延伸，并且所述凹腔20121并没有在所述阴极板20的所述阴极板贴合侧21形成开口，通过这样的方式，在所述阳极板10、所述密封层40、所述膜电极组合体30和所述阴极板20相互重叠而形成所述燃料电池单体100时，所述阴极板20的两个所述流道端2012和两个所述贴合部2014仍然能够分别贴合于所述膜电极组合体30的外周边缘，从而使所述燃料电池单体100的外周边缘是完全封闭的，以防止自所述阳极板10的所述燃料流道17到达所述膜电极组合体30的燃料泄露，从而保证所述燃料电池单体100的安全性和可靠性。并且，本领域的技术人员应当理解，在所述阴极板20的两个所述贴合部2014设有所述凹腔20121的方式能够有利于减轻所述阴极板20的重量，从而进一步使所述阴极板20轻质化。

值得一提的是，所述凹腔121可以形成于所述引导元件202，通过这样的方式，能够进一步增加所述阴极板20的散热面积，以有利于提高所述阴极板20的散热效率。

附图21至图24示出了所述阴极板20的另一个变形实施方式，与附图16至图19示出的所述阴极板20不同的是，在附图21至图24示出的所述阴极板20的这个具体的示例中，在所述阴极板20的所述阴极板本体201的至少一个所述流道端2012进一步具有至少一个所述凹腔20121，通过这样的方式，有利于进一步减轻所述阴极板20的重量，从而进一步使所述阴极板20轻质化。与附图12至图15示出的所述阴极板20类似的是，在附图21至图24示出的所述阴极板20中，所述阴极板20的所述阴极板本体201的每个所述流道端2012均具有一组相互间隔的所述凹腔20121，并且所述凹腔20121可以是圆孔、方孔、多边形孔、不规则弧形孔等或者以上形状的组合，并且所述凹腔121可以被实施为通孔，也可以被实施为盲孔，或者所述凹腔121的一部分被实施为通孔，另一部分被实施为盲孔。

本领域的技术人员可以理解的是，以上实施例仅为举例，其中不同实施例的特征可以相互组合，以得到根据本发明揭露的内容很容易想到但是在附图中没有明确指出的实施方式。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。