專利名稱：隧道型燃料電池雙極板的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及一種燃料電池，具體地說是一種燃料電池上使用的雙極板。
二背景技術(shù)：
燃料電池是一種將氫和氧的化學(xué)能通過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。這種裝置的最大特點是由于反映過程中不涉及到燃燒，因此其能量轉(zhuǎn)換效率不受“卡諾循環(huán)”的限制，大部分類型的燃料電池的效率高達(dá)50％-60％，通過對余熱的二次利用，總效率可高達(dá)80％-85％，作為動力源，其實際能源利用效率是普通內(nèi)燃機的2-3倍。其工作過程中幾乎不產(chǎn)生污染，功率范圍從幾瓦到數(shù)兆瓦，應(yīng)用范圍十分廣大。
燃料電池的類型有多種，其中質(zhì)子交換膜燃料電池具有低溫操作、快速啟動、功率密度高的優(yōu)點，被公認(rèn)為最有前途，能替代內(nèi)燃機、蓄電池成為電動汽車的理想動力源和軍用民用的便攜電源，市場極為廣泛。
質(zhì)子交換膜燃料電池單體主要包括膜電極和極板。電池單體的中間是膜電極，由質(zhì)子交換膜和氣體擴(kuò)散層、催化劑組成，膜電極兩側(cè)是極板，電化學(xué)反應(yīng)生成的電子通過極板即可引出至外電路。陽極極板的導(dǎo)流孔和導(dǎo)流槽提供氫氣燃料，陰極極板則提供空氣為氧化劑。在陽極氫氣經(jīng)催化反應(yīng)產(chǎn)生氫正離子(質(zhì)子)，質(zhì)子交換膜幫助氫正離子遷移到陰極。在陰極空氣中的氧經(jīng)催化反應(yīng)得到電子形成負(fù)離子，與遷移過來的氫正離子反應(yīng)生成水。在整個電化學(xué)反應(yīng)中，極板引出的電流正是燃料電池的發(fā)電結(jié)果。多個電池單體根據(jù)需要串聯(lián)，組成不同功率的電池組(電堆)。在電池組中，極板串聯(lián)疊加，其一面作為陽極導(dǎo)流面，另一面可作為相鄰單體電池的陰極導(dǎo)流面，這種極板稱為雙極板。也有一種雙極板由兩塊陰、陽極板粘合而成，中間粘接處制成空氣或水的冷卻流槽。
燃料電池雙極板上設(shè)有用于流通反應(yīng)氣體的導(dǎo)流孔、導(dǎo)流槽和密封圈，多塊雙極板疊加后，相同位置的導(dǎo)流孔就形成一個導(dǎo)流通道，以便反應(yīng)氣體的進(jìn)出。導(dǎo)流槽則布滿極板并緊貼膜電極以向其提供反應(yīng)氣體。問題在于當(dāng)導(dǎo)流槽與導(dǎo)流孔連接的時候，必須要橫穿雙極板上的密封圈，在現(xiàn)有的雙極板上，兩者被加工成直接相交，這樣就使得密封圈在該處失去支承，導(dǎo)致失去密封性?，F(xiàn)有的解決方法是在導(dǎo)流槽上架橋，即橫跨導(dǎo)流槽鋪墊一條形平片(如不銹鋼片)充當(dāng)被中斷的密封圈支承，這種結(jié)構(gòu)不僅加工復(fù)雜，其密封質(zhì)量存在隱患，而且安裝條形平片采用手工完成，不利于大批量生產(chǎn)。
三
發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本實用新型的目的是提供一種密封性能好，并簡化了加工工序的隧道型燃料電池雙極板。
2、技術(shù)方案本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的一種隧道型燃料電池雙極板，包括上下兩片極板本體，在兩片極板本體的表面設(shè)有導(dǎo)流槽和貫通兩片極板本體的導(dǎo)流孔，導(dǎo)流槽與導(dǎo)流孔相通，在導(dǎo)流槽和導(dǎo)流孔的周邊設(shè)有密封圈，其特征在于極板本體表面上的導(dǎo)流槽在導(dǎo)流孔的附近向內(nèi)轉(zhuǎn)道越過其表面的密封圈，并在極板本體的另一面與導(dǎo)流孔連通。
工作中，反應(yīng)氣體沿導(dǎo)流槽流動，在接近導(dǎo)流孔附近時隨導(dǎo)流槽向內(nèi)轉(zhuǎn)道，穿至極板本體的反面，在反面越過密封圈，之后再與導(dǎo)流孔相通，采用這種隧道型結(jié)構(gòu)，去除了以條形平片做為密封圈跨越導(dǎo)流槽的輔助零件，從而保證了密封圈支承的完整性和燃料電池的密封質(zhì)量。
為了便于密封圈定位及固定，還可以在極板本體的表面上設(shè)置凹槽，密封圈置于凹槽內(nèi)。
導(dǎo)流槽在導(dǎo)流孔的附近向內(nèi)轉(zhuǎn)道后可以形成一一對應(yīng)的通道，也可以匯合成一個通道。采用一一對應(yīng)的多條通道，在滿足反應(yīng)氣體流通的情況下提高了極板的結(jié)構(gòu)強度；而采用一條通道則使加工更方便。此外，導(dǎo)流槽的截面形狀可以是方形或半圓形，而通道的截面形狀可以是方形或圓形。
3、有益效果本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(1)改變了原有雙極板上導(dǎo)流槽直接與密封圈相交，必須采用條形平片做為密封圈跨越導(dǎo)流槽的輔助支承，去除了該條形平片的零件成本；(2)導(dǎo)流槽通過轉(zhuǎn)向從極板本體的背面橫穿密封圈，使本體上密封圈的支承部位連續(xù)不中斷，克服了原有的金屬平片與密封圈支承搭接處可能存在的密封隱患，極大的提高了密封性能；(3)傳統(tǒng)工序中手工安裝金屬平片，存在產(chǎn)品合格率低的問題，采用本實用新型后則省去了這道加工工序，不僅有利于大批量生產(chǎn)，而且提高了產(chǎn)品的合格率。
四

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的俯視圖。
五具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型所述的一種隧道型燃料電池雙極板，包括上下兩片極板本體1，在兩片極板本體1的表面設(shè)有導(dǎo)流槽2和貫通兩片極板本體的導(dǎo)流孔3，導(dǎo)流槽2與導(dǎo)流孔3相通用于流通反應(yīng)氣體，在導(dǎo)流槽2和導(dǎo)流孔3的周邊設(shè)有密封圈4，密封圈4置于在本體1表面上的凹槽5內(nèi)，極板本體1表面上的導(dǎo)流槽2在導(dǎo)流孔3的附近向內(nèi)轉(zhuǎn)道越過其表面的密封圈4，并在本體1的另一面與導(dǎo)流孔3連通。本例中為了提高極板的結(jié)構(gòu)強度，導(dǎo)流槽2在導(dǎo)流孔3的附近向內(nèi)轉(zhuǎn)道后形成一一對應(yīng)的多條通道與其連通，當(dāng)然也可以只采用一條通道，其加工起來更方便；通道的截面形狀可以是方形或圓形；導(dǎo)流槽2的截面形狀可以是方形或半圓形。
權(quán)利要求1.一種隧道型燃料電池雙極板，包括上下兩片極板本體(1)，在兩片極板本體(1)的表面設(shè)有導(dǎo)流槽(2)和貫通兩片極板本體的導(dǎo)流孔(3)，導(dǎo)流槽(2)與導(dǎo)流孔(3)相通，在導(dǎo)流槽(2)和導(dǎo)流孔(3)的周邊設(shè)有密封圈(4)，其特征在于極板本體(1)表面上的導(dǎo)流槽(2)在導(dǎo)流孔(3)的附近向內(nèi)轉(zhuǎn)道越過其表面的密封圈(4)，并在極板本體(1)的另一面與導(dǎo)流孔(3)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道型燃料電池雙極板，其特征在于密封圈(4)置于在極板本體(1)表面上的凹槽(5)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道型燃料電池雙極板，其特征在于導(dǎo)流槽(2)在導(dǎo)流孔(3)的附近向內(nèi)轉(zhuǎn)道后形成一一對應(yīng)的通道或匯合成一個通道。
專利摘要本實用新型公開了一種隧道型燃料電池雙極板，包括上下兩片極板本體，在兩片極板本體的表面設(shè)有導(dǎo)流槽和貫通兩片極板本體的導(dǎo)流孔，導(dǎo)流槽與導(dǎo)流孔相通，在導(dǎo)流槽和導(dǎo)流孔的周邊設(shè)有密封圈，極板本體表面上的導(dǎo)流槽在導(dǎo)流孔的附近向內(nèi)轉(zhuǎn)道越過其表面的密封圈，并在極板本體的另一面與導(dǎo)流孔連通。本實用新型去除了原有以條形平片做為密封圈跨越導(dǎo)流槽的輔助支承零件，提高了密封性能，簡化了工序，有利于大批量生產(chǎn)。
文檔編號H01M8/02GK2879433SQ200620069308
公開日2007年3月14日 申請日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者錢建東, 沈建躍, 曲平, 康新 申請人:南京博能燃料電池有限責(zé)任公司