双极板及电堆的制作方法

本发明涉及双极板的，具体地，涉及一种双极板及电堆。尤其是，优选的涉及一种水平导热一板三场超薄柔性石墨双极板。

背景技术：

1、双极板的减薄对燃料电池提升体积功率密度具有重要价值。通常，双极板的设计使用阴阳极单极板结合形成两板三场结构。为了对两板三场的双极板进行减薄，行业内的解决思路通常使用工艺改进、材料改性等落脚于材料端的方式进行基材减薄，此外，还有通过如阴阳极冷却腔流槽互嵌式设计等设计端改进对双极板进行减薄设计。

2、公开号为cn115954496a的中国发明专利文献公开了一种柔性石墨双极板，包括：主板体，其中部设有波浪板槽，并在所述主板体两侧均开设通口组；和极板组件，其包含形状、大小一致的上极板和下极板，且上下极板表面涂覆粘合剂，并分别贴附于主板体的正反两面，所述上极板两侧均开设槽口组，且槽口组与通口组对应连通。

3、公开号为cn109921051a的中国发明专利文献公开了一种超薄柔性石墨双极板及其制备方法，柔性石墨双极板包括上下两层柔性石墨极板、中间层的石墨烯薄膜，石墨烯薄膜位于两层柔性石墨极板之间，形成带石墨烯薄膜夹心的柔性石墨基双材板结构。此文献采用带石墨烯薄膜夹心的柔性石墨双极板结构，进行石墨双极板的设计改进。

4、公开号为cn111916782a的中国发明专利文献公开了一种可快速冷压成型的超薄石墨复合双极板基料及其制备方法，其组分及原料重量百分比为：150目～200目天然鳞片石墨粉40～60％、100目～150目石墨蠕虫5～20％，200目～300目石墨蠕虫5～15％，合成树脂15～35％、表面活性剂1～3％。此文献通过改变石墨复合双极板的组分及原料百分比，进行石墨双极板的材料改进。

5、公开号为cn113224339a的中国发明专利文献公开了一种柔性超薄石墨双极板及其制备方法，制备方法包括：提供石墨粉体材料，所述石墨粉体材料包括膨胀石墨、碳纤维、碳纳米管和低粘度液体粘结剂；提供碳纳米管膜，并采用物理或化学方法对所述碳纳米管膜的表面进行粗糙化处理；在碳纳米管膜的两侧表面设置由所述石墨粉体材料形成的石墨粉体材料层，并采用热压方式使两层所述石墨粉体材料层与碳纳米管膜结合形成柔性超薄石墨双极板。此文献通过改变石墨粉体等材料，通过粗糙化处理和热压处理等工艺，进行石墨双极板的材料和工艺改进。

6、公开号为cn115472859a的中国发明专利文献公开了一种高气密性高强度的石墨双极板材料及其制法与石墨双极板，石墨双极板材料包括铝镁合金相和石墨基体，通过高压注射的方式将铝镁合金相嵌入在所述石墨基体的气孔内。此文献通过改变石墨双极板材料，采用高压注射工艺，进行石墨双极板的材料和工艺改进。

7、两板三场的双极板包括阳极板和阴极板；阳极板的正面设置有阳极气体流场区；阳极板的背面设置有阳极板冷却流道槽；阴极板的正面设置有阴极气体流场区，阴极板的背面设置有阴极板冷却流道槽，阳极板冷却流道槽和阴极板冷却流道槽对应形成冷却流道腔体。当两板三场的双极板在使用时，双极板进行叠摞，可以是两个、三个、四个等多个进行叠摞，相邻双极板之间使用mea将阴极气体流场区和阳极气体流场区进行隔开，阴极气体流场区和阳极气体流场区分别位于mea的两侧，即构成双极板堆(包括多个双极板以及mea)。一片阴极板、一片mea、一片阳极板，即构成了一片单电池。多片单电池的串联，即为电堆。由于石墨双极板的制备特点，通常将一片阴极板和一片阳极板粘接完成，形成双极板，再在一侧粘贴一片mea，形成单电池。但该单电池实际为移动了半个周期的电池。

8、针对上述中的相关技术，发明人认为上述两板三场的双极板，阳极板和阴极板之间形成冷却流道腔体，阳极气体流场区和阴极气体流场区分别位于双极板的两侧，阳极板和阴极板共同作用才能形成双极板，至少需要两块单极板组合而成，设计减薄难度大，多个双极板进行堆叠使双极板堆较厚，且上述专利文献主要通过设计改进、工艺改进或材料改性等方式进行石墨极板的减薄，但双极板厚度仍较厚；材料改性后成本高。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双极板及电堆。

2、根据本发明提供的一种双极板，包括板体；

3、所述板体包括阳极面和阴极面；

4、所述阳极面和阴极面均设置有流场区；

5、所述阳极面的流场区设置有阳极气体流场区和阳极面冷却流道区；

6、所述阴极面的流场区设置有阴极气体流场区和阴极面冷却流道区；

7、所述阳极面冷却流道区和阴极面冷却流道区连通设置；

8、多个该双极板叠摞状态时，相邻板体之间的阳极面冷却流道区和阴极面冷却流道区对应连通设置。

9、优选的，所述板体上设置有阳极气体公共通道孔和阴极气体公共通道孔；

10、多个该双极板叠摞状态时，叠摞状态的板体上的阳极气体公共通道孔形成阳极气体公共通道，叠摞状态的板体上的阴极气体公共通道孔形成阴极气体公共通道；

11、所述阳极气体公共通道连通阳极气体流场区；

12、所述阴极气体公共通道连通阴极气体流场区。

13、优选的，所述阳极面和阴极面上分别设置有气体分配区；

14、所述阳极面的气体分配区连通阳极气体流场区；

15、所述阴极面的气体分配区连通阴极气体流场区。

16、优选的，所述阳极面冷却流道区包括阳极面冷却流道槽和阳极面冷却液公共通道孔；

17、所述阴极面冷却流道区包括阴极面冷却流道槽和阴极面冷却液公共通道孔；

18、所述阳极面冷却液公共通道孔和阴极面冷却液公共通道孔连通；

19、多个该双极板叠摞状态时，相邻板体之间的阳极面冷却液公共通道孔和阴极面冷却液公共通道孔连通；

20、相邻板体之间的阳极面冷却流道槽和阴极面冷却流道槽对应连通构成冷却流道腔体；

21、叠摞状态的板体的阳极面冷却液公共通道孔和阴极面冷却液公共通道孔共同构成冷却液公共通道；

22、所述冷却液公共通道连通冷却流道腔体。

23、优选的，所述阳极面冷却液公共通道孔连通设置在阳极面冷却流道槽中；

24、所述阴极面冷却液公共通道孔连通设置在阴极面冷却流道槽中。

25、优选的，所述阳极面冷却流道区包括阳极面冷却液公共通道孔；

26、所述阴极面冷却流道区包括阴极面冷却液公共通道孔；

27、所述阳极面冷却液公共通道孔和阴极面冷却液公共通道孔连通；

28、多个该双极板叠摞状态时，相邻板体之间的阳极面冷却液公共通道孔和阴极面冷却液公共通道孔连通。

29、优选的，所述阳极面冷却流道区还包括阳极面冷却槽开孔；

30、所述阴极面冷却流道区还包括阴极面冷却槽开孔；

31、所述阳极面冷却槽开孔连通设置在阳极面冷却流道槽中；

32、所述阴极面冷却槽开孔连通设置在阴极面冷却流道槽中；

33、所述阳极面冷却槽开孔连通阴极面冷却槽开孔。

34、优选的，所述阳极气体流场区的气体流场为波浪形或直线形；

35、所述阴极气体流场区的气体流场为波浪形或直线形。

36、优选的，所述阳极面的流场区和阴极面的流场区均设置有密封槽；

37、所述密封槽分别围绕阳极面冷却流道区和阴极面冷却流道区设置。

38、根据本发明提供的一种电堆，包括多个双极板以及隔层；

39、所述双极板叠摞设置；

40、所述隔层设置在阳极气体流场区和阴极气体流场区之间，用于隔开阳极气体流场区和阴极气体流场区；

41、所述隔层和阳极气体流场区之间形成阳极气体流道；

42、所述隔层和阴极气体流场区之间形成阴极气体流道。

43、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

44、1、本发明通过一板三场的设计，通过板体就可以实现含有阳极气体流场区、阴极气体流场区以及冷却流道区，通过叠摞板体，冷却流道区相互连通；大幅降低双极板和电堆的厚度，降低了成本；

45、2、本发明在板体叠摞时，通过向密封槽中嵌入密封件进行密封，有利用提高双极板和电堆的密封性；

46、3、本发明阳极气体和阴极气体分别通过气体分配区进行分配后对应进入阴极气体流场区和阳极气体流场区；可以提高阴极气体流场区和阳极气体流场的气体均匀性。