一种燃料电池双极板

1.本发明涉及电池流道板的技术领域，尤其涉及一种燃料电池双极板。


背景技术：

2.双极板上的流道承担着均匀分配气体反应物以及吹扫排出生成的水等多重任务，燃料电池运行时，在反应物气流的带动下，反应生成的水会向流道出口方向移动。从流道入口到流道出口，流道和气体扩散层内的液态水逐渐增加，现有技术中，流道出口附近容易发生局部水淹，入口附近容易发生局部膜干，导致燃料电池的性能下降。怎样才能提高燃料电池的性能是亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
4.鉴于上述现有燃料电池双极板存在的问题，提出了本发明。
5.因此，本发明目的是提供一种燃料电池双极板。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池双极板，包括，流道组件，包括底板、设置在底板上的直线流道以及与直线流道相连的弯曲流道，所述直线流道前端设有出口；耐腐蚀层，包括聚二甲基硅氧烷层以及涂设在聚二甲基硅氧烷层外的聚四氟乙烯层；以及，排水组件，所述排水组件设置在直线流道和出口连接处。
7.作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述直线流道包括设置在下端位置的承接板以及设置在承接板上的若干弧形凸起，每两个相互靠近的弧形凸起之间形成空隙，所述承接板上端位置还设置有上顶板，所述上顶板下端面上设置有若干配合凸起，所述配合凸起与空隙相对应。
8.作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述直线流道包括底面板，所述底面板上开设有若干流道槽，所述流道槽内部设置有若干台阶，每两个台阶之间形成流道腔。
9.作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：每个所述流道腔的腔壁上开设有弧形槽，所述弧形槽的槽壁上开设有若干微流道。
10.作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：每个位于上方的所述流道腔的横向尺寸要小于相邻且位于下方的所述流道腔的横向尺寸，每两个所述流道腔之间形成连动斜面。
11.作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述排水组件包括设置在直线流道和出口连接处的连接板、开设在连接板上的疏水槽以及设置在疏水槽内的转动环，所述转动环上开设有漏水槽，所述疏水槽内部设置有辅助环，所述辅助环上设置有流水管，
12.其中，所述转动环内设有除水部件。
13.作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述除水部件包括设置在辅助环内的横向滑道、滑移连接在横向滑道上的刮板以及设置在辅助环靠近漏水槽一端的斜面，所述斜面下端开设有与刮板配合的配合槽，所述斜面上内转动连接有水轮，所述水轮的外侧设有叶片，所述叶片向外伸出斜面，
14.其中，所述转动环上设有驱动刮板滑移的驱动件。
15.作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述斜面内部开设有存放槽，所述存放槽内设置有转轴，所述水轮与转轴过盈配合，所述叶片包括与水轮相连的接板、开设在接板上的滑槽以及滑移连接在滑槽内的伸出片，所述伸出片与滑槽之间设有弹性件。
16.作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述驱动件包括与转动环同轴设置的第一齿轮、设置在转动环上的连杆、与第一齿轮啮合的第二齿轮以及设置在连杆上与第二齿轮啮合的第三齿轮，所述第三齿轮上向外伸出有驱动杆，所述驱动杆另一端与刮板侧壁铰接，所述转动环后端设有步进电机。
17.本发明的有益效果：在每个流道腔的腔壁上抖开设有弧形槽，弧形槽的槽壁上开设有若干微流道，能够增加气流的流动，同时在每个位于上方的流道腔的横向尺寸要小于相邻且位于下方的流道腔的横向尺寸，此设置使得气体的流速会逐渐增加，然后在每两个流道腔之间形成连动斜面，保证水分的流动，阶梯式的设计使得液体在排出的同时，会防止因为水分的过度排出使得内部质子膜干燥，而影响整个电池的性能。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
19.图1为本发明燃料电池双极板的整体结构示意图。
20.图2为本发明燃料电池双极板所述的实施例1直线流道结构示意图。
21.图3为本发明燃料电池双极板所述的实施例3直线流道结构示意图。
22.图4为本发明燃料电池双极板所述的排水组件结构示意图。
23.图5为本发明燃料电池双极板所述的除水部件结构示意图。
24.图6为本发明燃料电池双极板所述的驱动件结构示意图。
具体实施方式
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
26.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
27.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方
式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
28.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
29.实施例1
30.参照图1
‑
2，一种燃料电池双极板，包括，流道组件100，包括底板101、设置在底板101上的直线流道102以及与直线流道102相连的弯曲流道103，直线流道102前端设有出口104；耐腐蚀层，包括聚二甲基硅氧烷层以及涂设在聚二甲基硅氧烷层外的聚四氟乙烯层；以及，排水组件400，排水组件400设置在直线流道102和出口104连接处，直线流道102包括底面板300，底面板300上开设有若干流道槽301，流道槽301内部设置有若干台阶302，每两个台阶302之间形成流道腔303，每个流道腔303的腔壁上开设有弧形槽304，弧形槽304的槽壁上开设有若干微流道，每个位于上方的流道腔303的横向尺寸要小于相邻且位于下方的流道腔303的横向尺寸，每两个流道腔303之间形成连动斜面503。
31.具体的，本发明主体结构包括流道组件100，流道组件100作为整个电池双极板的主体结构，包括底板101，底板101材质为金属，并且在底板101上还设置有若干个并排设置的直线流道102，在直线流道102的前端位置设置有出口104，用于将流道内形成的液体排除，并且在远离出口104一端还设置有弯曲流道103，弯曲流道103将每两个相对称的直线流道102进行连通，形成完整流道。
32.进一步的，本发明还包括耐腐蚀层，耐腐蚀层包括聚二甲基硅氧烷层以及涂设在聚二甲基硅氧烷层外的聚四氟乙烯层，聚二甲基硅氧烷层自身具有耐化学腐蚀性，并且制作成层结构后自身具有一定的柔韧性，然后在聚二甲基硅氧烷上图设有聚四氟乙烯层，聚四氟乙烯自身半透明、耐热、耐寒性优良，可在
‑
180～260℃长期使用，具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，进而能够使得整个流道具有耐腐蚀性。
33.进一步的，本实施例中，直线流道102包括底面板300，底面板300设置在底面上，并且与底部焊接，然后在底面板300上还开设有若干个流道槽301，流道槽301是直线流道102的主要流道结构，然后在流道槽301内还设置有若干个台阶302，进而每两个台阶302有高度差，远离出口104的台阶302位置高于靠近出口104的台阶302位置，进而使得流道内部水分的排出速率逐渐增加，便于排水。
34.进一步的，在每个流道腔303的腔壁上抖开设有弧形槽304，弧形槽304的槽壁上开设有若干微流道，能够增加气流的流动，同时在每个位于上方的流道腔303的横向尺寸要小于相邻且位于下方的流道腔303的横向尺寸，此设置使得气体的流速会逐渐增加，然后在每两个流道腔303之间形成连动斜面503，保证水分的流动。
35.同时，为了防止因为内部水分过多而影响双极板的正常工作，在直线流道102和出口104之间设有排水组件400。
36.阶梯式的设计使得液体在排出的同时，会防止因为水分的过度排出使得内部质子膜干燥，而影响整个电池的性能。
37.实施例2
38.参照图4
‑
6，该实施例不同于第一个实施例的是：排水组件400包括设置在直线流
道102和弯曲流道103连接处的连接板401、开设在连接板401上的疏水槽402以及设置在疏水槽402内的转动环403，转动环403上开设有漏水槽404，疏水槽402内部设置有辅助环405，辅助环405上设置有流水管406，其中，转动环403内设有除水部件500，除水部件500包括设置在辅助环405内的横向滑道501、滑移连接在横向滑道501上的刮板502以及设置在辅助环405靠近漏水槽404一端的斜面503，斜面503下端开设有与刮板502配合的配合槽504，斜面503上内转动连接有水轮505，水轮505的外侧设有叶片506，叶片506向外伸出斜面503，其中，转动环403上设有驱动刮板502滑移的驱动件600，斜面503内部开设有存放槽507，存放槽507内设置有转轴，水轮505与转轴过盈配合，叶片506包括与水轮505相连的接板506a、开设在接板506a上的滑槽以及滑移连接在滑槽内的伸出片506b，伸出片506b与滑槽之间设有弹性件508，驱动件600包括与转动环403同轴设置的第一齿轮601、设置在转动环403上的连杆604、与第一齿轮601啮合的第二齿轮602以及设置在连杆604上与第二齿轮602啮合的第三齿轮603，第三齿轮603上向外伸出有驱动杆605，驱动杆605另一端与刮板502侧壁铰接，转动环403后端设有步进电机。
39.具体的，在本实施例中，排水组件400包括设置在直线流道102和弯曲流道103连接处的连接板401，连接板401上开设有疏水槽402，疏水槽402向下连通，并且在连接板401和底板101之间形成空腔，在疏水槽402内部还转动连接有转动环403，转动环403的转动平面竖直设置，然后在转动环403的侧壁上开设有漏水槽404，当转动环403转动，使漏水槽404与疏水槽402对齐时，水分会向下流入到空腔内，然后在疏水槽402内还设置有辅助环405，辅助环405尺寸小于转动环403，并且无法转动，同时在辅助环405上还设置有流水管406，流水管406沿水平放置。
40.进一步的，在转动环403内还设置有除水部件500，在本实施例中，除水部件500包括设置在辅助环405内的横向滑道501，横向滑道501沿水平方向设置，并且在横向滑道501上沿水平方向滑移连接有刮板502，刮板502前端与横向滑道501抵接，然后在辅助环405的靠近漏水槽404一端设置有斜面503，当转动环403转动到位后，漏水槽404正好与斜面503上端抵接，然后在斜面503上内转动连接有水轮505，水轮505的外侧设有叶片506，叶片506向外伸出斜面503，然后在斜面503下端开设有与刮板502配合的配合槽504，进而刮板502可以滑移到配合槽504内，并且能推动叶片506，带动水轮505的转动，然后在斜面503内部开设有存放槽507，存放槽507内设置有转轴，水轮505与转轴过盈配合，使得叶片506只能在刮板502的推动下闸墩，然后在本实施例中，叶片506包括与水轮505相连的接板506a、开设在接板506a上的滑槽以及滑移连接在滑槽内的伸出片506b，伸出片506b与滑槽之间设有弹性件508，进而在叶片506向外旋出后，会迅速伸出伸出片506b，进而能够与斜面503形成一个空间，暂存水分。
41.进一步的，在转动环403上设有驱动刮板502滑移的驱动件600，在本实施例中，驱动件600包括与转动环403同轴设置的第一齿轮601，第一齿轮601的转动由转动环403同步，还包括设置在转动环403上的连杆604、与第一齿轮601啮合的第二齿轮602以及设置在连杆604上与第二齿轮602啮合的第三齿轮603，第三齿轮603上向外伸出有驱动杆605，驱动杆605另一端与刮板502侧壁铰接，转动环403后端设有步进电机，进而通过齿轮和连杆604之间的设置带动刮板502的往复移动。
42.其余结构与实施例1相同。
43.操作过程：在当流道内水分过多时，此时步进电机驱动转动环403的转动，进而在漏水槽404对齐疏水槽402时，水分留下，并且流到斜面503上，利用斜面503和伸出板之间的空隙201暂存水分，然后在刮板502的刮除操作下，会不断转动水轮505，并且不断将水分流入到流水管406上，此时再利用刮板502将水分刮除，推出出水口，实现水分的排出。
44.实施例3
45.参照图3，该实施例不同于以上实施例的是：直线流道102包括设置在下端位置的承接板204以及设置在承接板204上的若干弧形凸起200，每两个相互靠近的弧形凸起200之间形成空隙201，承接板204上端位置还设置有上顶板202，上顶板202下端面上设置有若干配合凸起203，配合凸起203与空隙201相对应。
46.具体的，在本实施例中，直线流道102包括设置在下端位置的承接板204，承接板204的上表面上设置有若干个弧形凸起200，并且若干个弧形凸起200相互平行设置，并且每两个相互靠近的弧形凸起200之间形成空隙201，空隙201内用于流动水分和液体，然后在承接板204上端位置还设置有上顶板202，上顶板202下端面上设置有若干配合凸起203，配合凸起203与空隙201相对应，此设置使得气体的通过和流动速率更加稳定，并且能够使得液体在流道内的流动更加平稳，并且弧形凸起200和配合凸起203之间的缝隙可以暂存水分，防止质子膜过干，而影响电池性能。
47.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
48.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
49.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
50.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。