单极板、单体电池以及电池电堆的制作方法

本发明涉及电池电堆，特别涉及一种单极板、单体电池以及电池电堆。

背景技术：

1、燃料电池是具有发展潜力的新能源产品之一，其工作原理是通过向电堆注入气体燃料产生电化学反应发电。

2、燃料电池电堆由膜电极组件、阴极板以及阳极板构成，其主要结构为阴极板-膜电极组件-阳极板形成的堆叠结构。一般情况下，阴极板和阳极板的极板结构相同，不同的在于，阴极板的气体流道中通入空气，阳极板的气体流道中通入氢气。其中，在极板的一侧设置有气体流道，在极板的另一侧设置冷却流道。

3、为了提高燃料电池电堆的运行效率，需要在阴极板的的反应区提高气体中的水蒸气含量。因此，需要保证反应区处的冷却液处于一个较高的温度。但在实际工作过程中，由于使反应区的冷却液的温度较高，其导致在阴极板的气体出口处，排出的气体中水蒸气的含量较高，不利于后续排放。

技术实现思路

1、本发明实施例的主要目的是提供一种单极板、单体电池以及电池电堆，旨在改善现有技术中由于阴极板的反应区水蒸气含量较高而导致在阴极板的空气出口处水蒸气含量过高不利于排放的技术问题。

2、本发明的实施例提出一种单极板，包括：

3、极板本体，所述极板本体上具有沿第一方向顺次分布的第一区、反应区和第二区；

4、气体流道，设置于所述极板本体的一侧，且所述气体流道沿第一方向依次穿设过所述第一区、所述反应区和所述第二区，所述气体流道的进气端设置于所述第一区，所述气体流道的出气端设置于所述第二区；

5、第一冷却流道，设置于所述极板本体背离所述气体流道的一侧，与所述气体流道隔绝设置，用于通入第一冷却液，所述第一冷却流道位于所述反应区中，所述第一冷却流道用于冷却位于所述反应区中的气体流道；

6、第二冷却流道，设置于所述极板本体背离所述气体流道的一侧，所述气体流道隔绝设置，用于通入第二冷却液，所述第二冷却流道位于所述第二区中，与所述第二冷却流道用于冷却所述第二区中的所述气体流道；

7、所述第一冷却流道与所述第二冷却流道隔绝设置。

8、在本发明的部分实施例中，所述第一冷却流道的设置位置与所述气体流道位于所述反应区中的位置相对应；

9、所述第二冷却流道的设置位置与所述气体流道位于所述第二区中的位置相对应。

10、在本发明的部分实施例中，所述第一冷却流道的一端延伸至所述第一区中，所述第一冷却流道的在所述第一区中的设置位置与所述气体流道在所述第一区中的设置位置相对应。

11、在本发明的部分实施例中，所述第一冷却流道在所述反应区中的覆盖面积大于或等于所述气体流道在所述反应区中的覆盖面积。

12、在本发明的部分实施例中，所述第一冷却流道在所述第一区中的覆盖面积大于或等于所述气体流道在所述第一区中的覆盖面积。

13、在本发明的部分实施例中，所述第二冷却流道在所述第二区中的覆盖面积大于或等于所述气体流道在所述第二区中的覆盖面积。

14、在本发明的部分实施例中，所述第一冷却流道包括依次连接的至少一个第一支流道和至少一个第二支流道，所述第一支流道沿第一方向设置，所述第二支流道沿第二方向设置；

15、所述第二方向与所述第一方向之间具有第一夹角，所述第一夹角大于0°且小于180°。

16、在本发明的部分实施例中，所述单极板还包括：

17、气体进口，设置于所述第一区中，所述气体进口与所述气体流道的进气端连通；

18、气体出口，设置于所述第二区中，所述气体出口与所述气体流道的出气端连通；

19、第一冷却液进口，设置于所述第一区中，所述第一冷却液进口与所述第一冷却流道的一端连通；

20、第一冷却液出口，设置于所述反应区中，所述第一冷却液出口与所述第一冷却流道的另一端连通；

21、第二冷却液进口，设置于所述第二区中，所述第二冷却液进口与所述第二冷却流道的一端连接；

22、第二冷却液出口，设置于所述第二区中，所述第二冷却液出口与所述第二冷却流道的另一端连接。

23、本发明的实施例还提供了一种单体电池，包括：

24、相对设置的阴极板及阳极板；

25、以及设置在所述阴极板与所述阳极板之间的膜电极；

26、所述阴极板及所述阳极板中至少一者为上述的单极板。

27、本发明的实施例还提供了一种电池电堆，包括多个上述所述的单体电池，多个所述单体电池堆叠设置。

28、本发明的实施例提出了一种单极板、单体电池以及电池电堆，其通过在反应区设置第一冷却流，通入第一冷却液，用于冷却位于反应区中的气体流道，在第二区设置第二冷却流道，通入第二冷却液，用于冷却位于第二区中的气体流道，本领域的技术人员可通过使第二冷却液的通入温度低于第一冷却液的通入温度，使气体流道中进入第二区的气体中的水蒸气加速冷凝，从而降低气体流道出气端流出的气体的水蒸气的含量。气体自第一区通入经过反应区再从第二区流出，第一冷却流道对反应区的气体流道中的气体进行冷却，第二冷却流道对第二区中的气体流道进行冷却。由于在第一冷却流道中通入的第一冷却液温度高于第二冷却流道中的第二冷却液的温度，可在不影响反应区中气体流道中气体的水蒸气含量的情况下，减少第二区中排出气体的水蒸气含量，利于气体排放。

技术特征：

1.一种单极板，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的单极板，其特征在于，所述第一冷却流道的设置位置与所述气体流道位于所述反应区中的位置相对应；

3.根据权利要求2所述的单极板，其特征在于，所述第一冷却流道的一端延伸至所述第一区中，所述第一冷却流道的在所述第一区中的设置位置与所述气体流道在所述第一区中的设置位置相对应。

4.根据权利要求3所述的单极板，其特征在于，所述第一冷却流道在所述反应区中的覆盖面积大于或等于所述气体流道在所述反应区中的覆盖面积。

5.根据权利要求4所述的单极板，其特征在于，所述第一冷却流道在所述第一区中的覆盖面积大于或等于所述气体流道在所述第一区中的覆盖面积。

6.根据权利要求2所述的单极板，其特征在于，所述第二冷却流道在所述第二区中的覆盖面积大于或等于所述气体流道在所述第二区中的覆盖面积。

7.根据权利要求1所述的单极板，其特征在于，所述第一冷却流道包括依次连接的至少一个第一支流道和至少一个第二支流道，所述第一支流道沿第一方向设置，所述第二支流道沿第二方向设置；

8.根据权利要求3所述的单极板，其特征在于，所述单极板还包括：

9.一种单体电池，其特征在于，包括：

10.一种电池电堆，其特征在于，包括多个如权利要求9所述的单体电池，多个所述单体电池堆叠设置。

技术总结
本发明公开了一种单极板、单体电池以及电池电堆，该单极板，包括极板本体、气体流道、第一冷却流道和第二冷却流道。第一冷却流道，设置于极板本体上，与气体流道隔绝设置，用于通入第一冷却液，第一冷却流道位于反应区中，第一冷却流道用于冷却位于反应区中的气体流道；第二冷却流道设置于极板本体上，与气体流道隔绝设置，用于通入第二冷却液，第二冷却流道位于第二区中，与第二冷却流道用于冷却第二区中的气体流道；第一冷却流道与第二冷却流道隔绝设置。本发明的单极板在不影响反应区中的气体中的水蒸气含量的情况下，减少第二区中排出气体的水蒸气含量，利于气体排放。

技术研发人员：李冬冬,郭维平,王彰,白云飞,麦建明
受保护的技术使用者：上海氢晨新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12