專利名稱：一種燃料電池流場(chǎng)板及燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于燃料電池領(lǐng)域，特別是一種燃料電池流場(chǎng)板及使用該流場(chǎng)板的燃料電池。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種直接將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電池流場(chǎng)板是燃料電池的重要部件，主要起到分配流體、導(dǎo)電和支撐電池結(jié)構(gòu)的作用。中國專利ZL200810163683.7號(hào)(CN101459246A)公布了一種葉脈形燃料電池流場(chǎng)板，包括兩片對(duì)合的流場(chǎng)板，流程板上有大致呈正方形的流場(chǎng)區(qū)域，流場(chǎng)區(qū)域的周邊有密封墊圈，供液體流入的主脈沿該正方形的對(duì)角線延伸，供液體流出的匯合脈平行于正方形的邊、并垂直相交于液體的出口，各個(gè)支脈的一端與主脈呈45度連接、并與正方形的邊平行，另一端呈垂直角與匯合脈連接。這種流場(chǎng)板的目的在于給反應(yīng)過程中的氣體提供最短的排出路徑。這種流場(chǎng)板流場(chǎng)板沒有考慮到如何使反應(yīng)中產(chǎn)生的水及時(shí)排出、避免水堆積在催化反應(yīng)界面上的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種能夠?qū)⒎磻?yīng)中的水及時(shí)排出的燃料電池流場(chǎng)板及燃料電池。一種燃料電池流場(chǎng)板，包括具有多個(gè)流場(chǎng)通道的基板，基板一端與電池極板貼合，流場(chǎng)通道平行布置，其特征在于:流場(chǎng)通道為開設(shè)于基板上的貫通槽，相鄰流場(chǎng)通道之間的部分為流場(chǎng)骨架；流場(chǎng)骨架與電池極板貼合的一端設(shè)置圓弧過渡部，圓弧過渡部向流場(chǎng)通道內(nèi)突出，流場(chǎng)骨架遠(yuǎn)離電池極板的一端設(shè)置倒角；流場(chǎng)骨架具有與電池極板貼合的接觸面和與流體接觸的外露面，外露面上覆蓋有憎水層。
進(jìn)一步,憎水層與水的接觸角度大于60度。該接觸角度為表征憎水層的表面張力的參數(shù)。進(jìn)一步，流場(chǎng)通道等間隔分布。進(jìn)一步，相鄰流場(chǎng)通道的間隔為廣3_，流場(chǎng)通道的寬度為3 5_，流場(chǎng)板的厚度為5mm,圓弧過渡部的半徑為5 10mm米,圓弧過渡部突出的長度為l 3mm。一種燃料電池，包括質(zhì)子交換膜，分別設(shè)置于質(zhì)子交換膜兩側(cè)的電池陽極板和電池陰極板，流場(chǎng)板以及電池夾板，每個(gè)極板連接一個(gè)流場(chǎng)板，每個(gè)流場(chǎng)板連接一個(gè)電池夾板；流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)如上所述。本實(shí)用新型在使用時(shí)，流場(chǎng)板的流場(chǎng)通道和流場(chǎng)骨架暴露于流體(如氧氣)中，流體進(jìn)入流場(chǎng)通道內(nèi)與極板內(nèi)的催化劑反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體和水蒸汽由流場(chǎng)通道溢出。流場(chǎng)骨架的倒角平滑，不會(huì)阻礙流體進(jìn)入，圓弧過渡部平滑，具有減少流體流動(dòng)的阻力的效
果O由于流體骨架上具有憎水層，當(dāng)反應(yīng)過程中產(chǎn)生水時(shí)，水汽無法匯集在憎水層上而主動(dòng)向外溢出，達(dá)到避免水積聚于反應(yīng)界面上的目的。本實(shí)用新型的有益效果如下:1、流體更容易進(jìn)入流體通道內(nèi)，與極板發(fā)生反應(yīng)。2、反應(yīng)產(chǎn)生的水無法積聚于憎水層，水能夠及時(shí)排出；陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)順暢進(jìn)行，使電池具有良好的發(fā)電性能。

圖1是流場(chǎng)板的俯視圖。圖2是一個(gè)流場(chǎng)通道的截面圖。圖3是燃料電池的示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1、2所示，一種燃料電池流場(chǎng)板，包括具有多個(gè)流場(chǎng)通道2的基板1，基板I 一端與電池極板4貼合，流場(chǎng)通道2平行布置，流場(chǎng)通道2為開設(shè)于基板I上的貫通槽，相鄰流場(chǎng)通道2之間的部分為流場(chǎng)骨架3 ;流場(chǎng)骨架3與電池極板4貼合的一端設(shè)置圓弧過渡部31，圓弧過渡部31向流場(chǎng)通道2內(nèi)突出，流場(chǎng)骨架3遠(yuǎn)離電池極板的一端設(shè)置倒角32 ；流場(chǎng)骨架3具有與電池極板貼合的接觸面和與流體接觸的外露面，外露面上覆蓋有憎水層33。憎水層33與水的接觸角 度大于60度。該接觸角度為表征憎水層的表面張力的參數(shù)。流場(chǎng)通道2等間隔分布。相鄰流場(chǎng)通道2的間隔為f 3mm，流場(chǎng)通道2的寬度為3 5mm，流場(chǎng)板的厚度為l、mm,圓弧過渡部31的半徑為5 10mm米,圓弧過渡部31突出的長度為3mm。圖2給出了流體進(jìn)入和離開流體通道的方向示意。倒角最好為圓形倒角，倒角和圓弧過渡部一方面具有減少流體阻力的作用，另一方面還能起到導(dǎo)向流體進(jìn)入和離開流場(chǎng)通道的作用。本實(shí)施例的有益效果如下:1、流體更容易進(jìn)入流體通道內(nèi)，與極板發(fā)生反應(yīng)。2、反應(yīng)產(chǎn)生的水無法積聚于憎水層33，水能夠及時(shí)排出。實(shí)施例2如圖1-3所示，一種燃料電池，包括質(zhì)子交換膜A，分別設(shè)置于質(zhì)子交換膜兩側(cè)的電池陽極板BI和電池陰極板B2,流場(chǎng)板C1、C2以及電池夾板Dl、D2,每個(gè)極板連接一個(gè)流場(chǎng)板，每個(gè)流場(chǎng)板連接一個(gè)電池夾板；流場(chǎng)板Cl、C2包括具有多個(gè)流場(chǎng)通道2的基板1，基板I 一端與電池極板貼合，流場(chǎng)通道2平行布置，流場(chǎng)通道2為開設(shè)于基板I上的貫通槽，相鄰流場(chǎng)通道2之間的部分為流場(chǎng)骨架3 ;流場(chǎng)骨架3與電池極板貼合的一端設(shè)置圓弧過渡部31，圓弧過渡部31向流場(chǎng)通道2內(nèi)突出，流場(chǎng)骨架3遠(yuǎn)離電池極板的一端設(shè)置倒角32 ；流場(chǎng)骨架3具有與電池極板貼合的接觸面和與流體接觸的外露面，外露面上覆蓋有憎水層33。[0028]流場(chǎng)通道2等間隔分布。相鄰流場(chǎng)通道2的間隔為f3mm，流場(chǎng)通道2的寬度為3 5mm，流場(chǎng)板的厚度為
l、mm,圓弧過渡部31的半徑為5 10mm米,圓弧過渡部31突出的長度為3mm。本實(shí)用新型在使用時(shí)，流場(chǎng)板的流場(chǎng)通道2和流場(chǎng)骨架3暴露于流體(如氧氣)中，流體進(jìn)入流場(chǎng)通道2內(nèi)與極板內(nèi)的催化劑反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體和水蒸汽由流場(chǎng)通道2溢出。流場(chǎng)骨架3的倒角32平滑，不會(huì)阻礙流體進(jìn)入，圓弧過渡部31平滑，具有減少流體流動(dòng)的阻力的效果。由于流體骨架上具有憎水層33，當(dāng)反應(yīng)過程中產(chǎn)生水時(shí)，水汽無法匯集在憎水層33上而主動(dòng)向外溢出，達(dá)到避免水積聚于反應(yīng)界面上的目的。本實(shí)施例的有益效果如下:1、流體更容易進(jìn)入流體通道內(nèi)，與極板發(fā)生反應(yīng)。2、反應(yīng)產(chǎn)生的水無法積聚于憎水層33，水能夠及時(shí)排出；陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)順暢進(jìn)行，使電池具有良好的發(fā)電性能。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本 實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種燃料電池流場(chǎng)板，包括具有多個(gè)流場(chǎng)通道的基板，基板一端與電池極板貼合，流場(chǎng)通道平行布置，其特征在于:流場(chǎng)通道為開設(shè)于基板上的貫通槽，相鄰流場(chǎng)通道之間的部分為流場(chǎng)骨架；流場(chǎng)骨架與電池極板貼合的一端設(shè)置圓弧過渡部，圓弧過渡部向流場(chǎng)通道內(nèi)突出，流場(chǎng)骨架遠(yuǎn)離電池極板的一端設(shè)置倒角；流場(chǎng)骨架具有與電池極板貼合的接觸面和與流體接觸的外露面，外露面上覆蓋有憎水層。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池流場(chǎng)板，其特征在于:憎水層與水的接觸角度大于60度。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池流場(chǎng)板，其特征在于:流場(chǎng)通道等間隔分布。
4.如權(quán)利要求3所述的燃料電池流場(chǎng)板，其特征在于:相鄰流場(chǎng)通道的間隔為f3mm，流場(chǎng)通道的寬度為3 5mm,流場(chǎng)板的厚度為5mm,圓弧過渡部的半徑為5 10mm米，圓弧過渡部突出的長度為f3mm。
5.一種燃料電池，包括質(zhì)子交換膜，分別設(shè)置于質(zhì)子交換膜兩側(cè)的電池陽極板和電池陰極板，流場(chǎng)板以及電池夾板，每個(gè)極板連接一個(gè)流場(chǎng)板，每個(gè)流場(chǎng)板連接一個(gè)電池夾板；其特征在于:所述的流 場(chǎng)板具有如權(quán)利要求1-4之一所述的結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種燃料電池流場(chǎng)板，包括具有多個(gè)流場(chǎng)通道的基板，基板一端與電池極板貼合，流場(chǎng)通道平行布置，流場(chǎng)通道為開設(shè)于基板上的貫通槽，相鄰流場(chǎng)通道之間的部分為流場(chǎng)骨架；流場(chǎng)骨架與電池極板貼合的一端設(shè)置圓弧過渡部，圓弧過渡部向流場(chǎng)通道內(nèi)突出，流場(chǎng)骨架遠(yuǎn)離電池極板的一端設(shè)置倒角；流場(chǎng)骨架具有與電池極板貼合的接觸面和與流體接觸的外露面，外露面上覆蓋有憎水層。一種燃料電池，包括質(zhì)子交換膜，分別設(shè)置于質(zhì)子交換膜兩側(cè)的電池陽極板和電池陰極板，流場(chǎng)板以及電池夾板，每個(gè)極板連接一個(gè)流場(chǎng)板，每個(gè)流場(chǎng)板連接一個(gè)電池夾板；流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)如上所述。本實(shí)用新型具有能夠?qū)⒎磻?yīng)中的水及時(shí)排出的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M8/02GK203166011SQ20132014038
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者秦海英, 陳軒然, 劉嘉斌, 詹祥林, 杜詩欣, 鄭佩云, 翁瀟 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)