專利名稱：質子交換膜燃料電池鑲嵌結構雙極板的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于燃料電池技術領域，特別是質子交換膜燃料電池的雙極板結構。
目前現有的質子交換膜燃料電池雙極板結構是在一整體金屬材料或石墨材料上加工出導流隔液分隔板和氣體反應流場板，形成整體結構雙極板。金屬材料雙極板存在氫脆、不耐腐蝕；普通石墨材料雙極板存在機械強度差、不能完全有效分隔氣體，易形成氧化劑和還原劑串氣等問題。
本實用新型的目的在于避免上述結構存在的不足之處而提供一種質子交換膜燃料電池鑲嵌結構雙極板。
本實用新型的目的可以通過下述方案予以實現將雙極板中導流隔液分隔板和氣體反應流場板分開加工，用金屬材料制作導電不透氣液的分隔板，在其上下兩面加工出凹槽腔，為保證氣密性，防止串氣，在雙極板內部直接加工出暗道，以便輸送反應氣體；用石墨材料制作兩個氣體反應流場板，在流場板一面加工成凹凸溝槽結構，兩個氣體反應流場板以緊配合的方式分別鑲嵌到分隔板的上下凹槽腔中構成鑲嵌結構雙極板。
由于上述方案采用了鑲嵌式結構，可以有效地解決金屬不耐腐蝕、氫脆；普通石墨機械強度差，透氣等問題，從而延長了電池壽命，提高了電池性能，并且容易制造。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明
圖1是鑲嵌結構雙極板示意圖。
圖2是鑲嵌結構雙極板剖視圖。
實施例將金屬材料分隔板7四角打四個孔，分別作為氫氣進口1、氫氣出口2、氧氣進口3、氧氣出口4，在上下兩面加工出凹槽腔，凹槽腔側面打出兩孔作為氫氣輸送暗道5和氧氣輸送暗道6，將石墨材料加工成凹凸溝槽結構的氫氣流場板8和氧氣流場板9，分別鑲嵌到分隔板7的上下面凹槽腔中構成鑲嵌結構雙極板。使氫氣由氫氣進口1進入，經輸送暗道5流入氫氣流場板8，直到氫氣出口2排出；氧氣從氧氣進口3進入后，經氧氣輸送暗道6進入氧氣流場板9，直到從氧氣出口4排出。
與現有整體結構雙極板相比，本實用新型鑲嵌結構雙極板的有益效果如下所示在氫氣、氧氣壓力均為0．25兆帕，電池工作溫度為80℃，潤濕器溫度為95℃條件下，整體結構雙極板和鑲嵌結構雙極板的電性能比較如下所示
由此可見，鑲嵌結構雙極板性能明顯優于上表整體結構雙極板性能。
權利要求一種質子交換膜燃料電池鑲嵌結構雙極板，由分隔板、氫氣流場板和氧氣流場板組成，其特征是將普通石墨制成帶凹凸溝槽的氫氣流場板[8]和氧氣流場板[9]分別鑲嵌到金屬材料制成的分隔板[7]上下面凹槽腔中，構成鑲嵌結構雙極板。
專利摘要本實用新型屬于燃料電池技術領域,用于質子交換膜燃料電池。將普通石墨制成的氫氣流場板和氧氣流場板分別鑲嵌到金屬材料制成的分隔板上下面凹槽腔中,構成鑲嵌結構雙極板。其電性能明顯優于過去由不銹鋼板或普通石墨構成的整體結構雙極板,并且容易加工。
文檔編號H01M4/94GK2429919SQ00236169
公開日2001年5月9日 申請日期2000年6月5日 優先權日2000年6月5日
發明者郝德利, 薛金生, 韓立明, 任麗彬, 李國厚, 程福龍, 葛桂蘭, 金靜 申請人:信息產業部電子第十八研究所