燃料电池及其极板的制作方法

本申请涉及电池，特别是涉及燃料电池及其极板。

背景技术：

1、近年来，燃料电池技术中的氢氧燃料电池已成为氢能利用的主要形式之一。质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，pemfc)是一种将储存于氢气和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。质子交换膜燃料电池无污染、理论能量转化率高，对解决能源危机和环境污染这两大难题具有重要价值，已在航空、汽车等领域有广泛的应用。双极板的结构设计是影响电池性能的重要因素之一，合理的结构设计能够降低电堆成本，提高电堆性能。然而，受到传统的双极板结构设计制约，质子交换膜燃料电池在工作时尤其容易在其阴极侧产生较多的水，进而在阴极板堆积形成水膜，严重阻碍了反应气的传输，导致电池性能下降，甚至会造成膜电极局部发生水淹现象。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种排水效率高的燃料电池及其极板。

2、一方面，提供一种用于燃料电池的极板，包括：

3、板体；及

4、排水脊，设于所述板体的第一侧，所述排水脊由沿第一方向延伸的多个排水单元排列组成；所述排水单元包括：

5、支撑部，设于所述板体的所述第一侧；以及

6、毛细部，设于所述支撑部远离所述板体的一侧；

7、其中，所述毛细部上设有若干毛细槽；

8、所述支撑部上设有沿所述第一方向延伸的第一通道，以及沿与所述第一方向相交的第二方向延伸的第二通道；

9、所述毛细槽、所述第一通道以及所述第二通道两两连通设置。在其中一个实施例中，所述毛细部包括设置在所述支撑部上的多个支撑柱，相邻的所述支撑柱间隔设置以形成所述毛细槽。

10、在其中一个实施例中，所述毛细槽的宽度小于或等于所述支撑柱的宽度。在其中一个实施例中，所述毛细槽的宽度为d，0.005mm≤d≤0.2mm。

11、在其中一个实施例中，所述支撑部还包括第一支撑部和第二支撑部，所述毛细部设于所述第一支撑部上远离所述板体的一侧，所述第二支撑部设于所述第一支撑部和所述板体之间。

12、在其中一个实施例中，所述毛细部包括多个间隔设置的毛细单元，所述第一支撑部包括与各所述毛细单元对应的多个支撑单元；沿所述第二方向相邻的所述毛细单元和相邻的所述支撑单元形成所述第一通道，沿所述第一方向相邻的所述毛细单元和相邻的所述支撑单元形成所述第二通道。

13、在其中一个实施例中，所述第一支撑部朝向所述第一通道的一侧设有引流槽，和/或所述第一支撑部朝向所述第二通道的一侧设有引流槽；所述引流槽将所述毛细槽与第一通道或第二通道连通。

14、在其中一个实施例中，所述排水脊设有多个，多个所述排水脊间隔设置，相邻的所述排水脊之间具有沿第一方向延伸的主通道；所述主通道与所述第一通道连通；

15、所述第一通道沿第一方向贯穿所述毛细部，相邻所述排水单元的第一通道相互连通。

16、在其中一个实施例中，所述排水单元沿与所述第一方向垂直的方向上的相对两侧面为非平面形状。

17、一方面，提供一种燃料电池，包括所述的极板。

18、本申请的排水脊结构，通过设置毛细部，可以自动吸收生成的水，并通过相互连通的第一通道和第二通道进行多方向地排水，提高了排水效率，改善了膜电极水淹现象，提高了燃料电池的气体利用率和稳定性能。

技术特征：

1.一种用于燃料电池的极板，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的极板，其特征在于，所述毛细部包括多个设置在所述支撑部上的支撑柱，相邻的所述支撑柱间隔设置以形成所述毛细槽。

3.根据权利要求2所述的用于燃料电池的极板，其特征在于，所述毛细槽的宽度小于或等于所述支撑柱的宽度。

4.根据权利要求2所述的用于燃料电池的极板，其特征在于，所述毛细槽的宽度为d，0.005mm≤d≤0.2mm。

5.根据权利要求1所述的用于燃料电池的极板，其特征在于，所述支撑部包括层叠设置的第一支撑部和第二支撑部，所述毛细部设于所述第一支撑部上远离所述板体的一侧，所述第二支撑部设于所述第一支撑部和所述板体的第一侧之间。

6.根据权利要求5所述的用于燃料电池的极板，其特征在于，所述毛细部包括多个间隔设置的毛细单元，所述第一支撑部包括与各所述毛细单元对应的多个支撑单元；沿所述第二方向相邻的所述毛细单元和相邻的所述支撑单元形成所述第一通道，沿所述第一方向相邻的所述毛细单元和相邻的所述支撑单元形成所述第二通道。

7.根据权利要求6所述的用于燃料电池的极板，其特征在于，所述第一支撑部朝向所述第一通道的一侧设有引流槽，和/或所述第一支撑部朝向所述第二通道的一侧设有引流槽；所述引流槽将所述毛细槽与第一通道或第二通道连通。

8.根据权利要求1所述的用于燃料电池的极板，其特征在于，所述排水脊设有多个，多个所述排水脊间隔设置，相邻的所述排水脊之间具有沿第一方向延伸的主通道；所述主通道与所述第一通道连通；

9.根据权利要求1所述的用于燃料电池的极板，其特征在于，所述排水单元沿与所述第一方向垂直的方向上的相对两侧面为非平面形状。

10.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的极板。

技术总结
本申请涉及一种燃料电池及其极板，极板包括：板体；及排水脊，设于所述板体的第一侧，排水脊由沿第一方向延伸的多个排水单元排列组成；所述排水单元包括：支撑部，设于所述板体的所述第一侧；以及毛细部，设于所述支撑部背离所述板体的一侧；其中，所述毛细部上设有若干毛细槽；所述支撑部上设有沿所述第一方向延伸的第一通道，以及沿与所述第一方向相交的第二方向延伸的第二通道；所述毛细槽、所述第一通道以及所述第二通道两两连通设置。本申请的排水脊结构，通过设置毛细部，可以自动吸收生成的水，并通过相互连通的第一通道部和第二通道部进行多方向地排水，提高了排水效率，改善了膜电极水淹现象，提高了燃料电池的气体利用率和稳定性能。

技术研发人员：孙宗华,何仕豪,崔龙,郭轩成,曲宁
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14