一种燃料电池双极板沟脊截面结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109671959A(43)申请公布日2019.04.23(21)申请号201910069585.5(22)申请日2019.01.24(71)申请人珠海光宇电池有限公司地址519180广东省珠海市斗门区井岸镇珠峰大道209号(72)发明人莫肇华李素丽赵伟李俊义徐延铭(74)专利代理机构哈尔滨龙科专利代理有限公司23206代理人高媛(51)Int.Cl.H01M8/026(2016.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种燃料电池双极板沟脊截面结构(57)摘要本发明提供了一种燃料电池双极板沟脊截面结构，属于燃料电池技术领域，具体技术方案如下：所述燃料电池双极板包括至少一个凹沟槽和至少一个凸脊背，所述凹沟槽和相邻凸脊背之间共用侧壁，所述侧壁所在平面与凹沟槽开口水平面的夹角为锐角，凹沟槽底面与侧壁之间的过渡面Ⅰ和凸脊背顶面与侧壁之间的过渡面Ⅱ均为弧面；由于凹沟槽采用开口宽、底面窄的结构，在相同流道断面面积情况下，这种沟槽结构的流动阻力比矩形截面沟槽的流动阻力小，且流体（气体和液体）与膜电极的接触面积比矩形截面沟槽的接触面积更大，有利于流体物质在膜电极与流道间的物质传输；弧面过渡则能降低液体在流道滞留和尖端效应。CN109671959ACN109671959A权利要求书1/1页1.一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述燃料电池双极板包括至少一个凹沟槽（1）和至少一个凸脊背（2），所述凹沟槽（1）和相邻凸脊背（2）之间共用侧壁（11），所述侧壁（11）与凹沟槽（1）开口的水平面之间的夹角为锐角θ，凹沟槽的底面（13）与侧壁（11）之间的过渡面Ⅰ（12）以及凸脊背的顶面（23）与侧壁（11）之间的过渡面Ⅱ（22）均为弧面。2.根据权利要求1中所述的一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述锐角θ的范围为30°~89°。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述凹沟槽（1）沿凹陷的方向开口宽度逐渐减小，所述凸脊背（2）沿凸起的方向宽度逐渐减小。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述每个凹沟槽（1）和每个凸脊背（2）均相对于各自的中心线呈左右对称结构。5.根据权利要求1中所述的一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述凹沟槽的底面（13）和凸脊背的顶面（23）均为水平面。6.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述凹沟槽的底面（13）为沿凹陷的方向深入的曲面Ⅰ，所述曲面Ⅰ的曲率半径范围为10.0~100.0mm。7.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述凸脊背的顶面（23）为沿凸起的方向凸出的曲面Ⅱ，所述曲面Ⅱ的曲率半径范围为10.0~100.0mm。8.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述凹沟槽（1）的开口面（14）宽度范围为0.3~10.0mm，所述凸脊背的顶面（23）的宽度范围为0.1~8.0mm。9.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：当所述凹沟槽（1）的数量大于1时，所有的所述凹沟槽（1）开设在双极板的同一个表面上。10.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述凸脊背（2）的底面也开设有凹沟槽（1）。11.根据权利要求1~10任一权利要求所述一种燃料电池双极板沟脊截面结构，其特征在于：所述过渡面Ⅰ（12）和过渡面Ⅱ（22）的曲率半径范围均为0.1~10.0mm。2CN109671959A说明书1/6页一种燃料电池双极板沟脊截面结构技术领域[0001]本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池双极板沟脊截面结构。背景技术[0002]燃料电池是一种将化学能高效地转换为电能的清洁能源转换装置。质子交换膜燃料电池作为一种低温燃料电池还具有操作温度低、便携、安全等特点，可以广泛应用于汽车、轮船、有轨电车、飞机等大型运输设备中，也可用于无人机、笔记本等小型设备上，其具有广阔的应用前景。[0003]单片质子交换膜燃料电池是由中间的膜电极，以及将膜电极夹在中间的双极板组成。将多个单片电池堆叠组装在一起形成燃料电池电堆。膜电极的组成从中间到两边依次是以nafion膜为代表的质子交换膜、以Pt/C催化剂为主材的催化层和以多孔碳纸或碳布为气体扩散通道的气体扩散层。由碳纸或碳布构成的气体扩散层作为膜电极的最外层将直接与双极板接触，并直接承受双极板的压应力。在燃料电池电堆中，双极板的一个表面接触膜电极的阴极，另一个表面接触膜电极的阳极，是连接两片膜电极的关键材料。[0004]双极板作为燃料电池的关键材料之一，承担着收集阳极产生的电