一種網結構流場的燃料電池雙極板的制作方法

本實用新型涉及質子交換膜燃料電池領域，尤其是一種網結構流場的燃料電池雙極板。

背景技術：

燃料電池作為一種可以直接將燃料中的化學能轉化為電能的綠色裝置，具有高效率、高比能量和低污染等優點，被認為是未來代替化石能源的重要新型能源之一。其中，雙極板是燃料電池中至關重要的部件之一，起到收集電流、氣體燃料分配、水熱管理和強度支撐等作用。實際上，燃料電池的產能效率很大程度上取決于雙極板流道的結構。優質的流道結構可以改善反應物和生成物的流動狀態，使電極各處都能及時得到反應物，并且能及時排除冷卻水，提高燃料電池的發電效率。

常見的燃料電池雙極板流場有平行流場、蛇型流場和交指型流場。平行流場雖然壓降較低，但容易出現流道中燃料分布不均勻的現象，從而引起冷卻水堆積的問題。蛇形流場具有排水能力強的優點，但壓降較大。交指型流場可以促進燃料在流道中的強制對流，但是會因壓降不足導致液態水在流道始端滯留問題。

經文獻檢索，授權公開號：CN204333116U，名稱為一種螺旋結構流場的質子交換膜燃料電池雙極板。該實用新型提供了一種螺旋結構流場的質子交換膜燃料電池雙極板，其流道為螺旋形，流道寬度小于流道各層間距寬度，流道進口和流道出口關于螺旋形流道的中心對稱分布。該實用新型的優點是反應氣與水濃度在整個流道上平均分布，提高了電池輸出性能的穩定性。但該實用新型中，由于流體在流道中單道流動，壓降較大，導致流速過快，氫氧燃料反應不充分。

技術實現要素：

本實用新型的目的是，克服現有技術存在的缺陷，有效的解決雙極板流道壓降較大，燃料分布不均勻等問題，提供一種網結構流場的燃料電池雙極板。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種網結構流場的燃料電池雙極板，包括流道入口、密封環、雙極板材、定位銷孔、流場區、環形流道、徑向流道和流道出口。流道入口、密封環、定位銷孔、流場區、環形流道、徑向流道和流道出口均加工在雙極板材上。定位銷孔位于雙極板材的四個角上。流道入口、環形流道、徑向流道和流道出口均加工在流場區，流場區被密封環包圍住，其特征在于：網結構流道由環形流道和徑向流道交錯連接組成，呈左右對稱排列。

優選的是，所述的網結構流道由環形流道和徑向流道組成，呈左右對稱排列，且均勻排列滿流場區。

優選的是，所述的網結構流道中，環形流道由徑向流道交錯連接。

優選的是，所述的流道由流道入口引入至流場區中心區域，由內向外延伸，由流道出口引出。

本實用新型的優點在于：

(1)網結構流道對稱分布，且環形流道與徑向流道交錯連接，既改善了流體在整體流場中的流動狀態，降低了壓降，又避免了液態水在流道中滯留的問題。

(2)網結構流道充分利用反應區域，提高了氫氧燃料的反應效率。

(3)網結構流道分布緊湊均勻，氫氧燃料與冷卻水分布更加均勻，使電池電流輸出更加穩定。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖。

其中，1-流道入口、2-密封環、3-雙極板材、4-定位銷孔、5-流場區、6-環形流道、7-徑向流道、8-流道出口。

具體實施方式

結合說明書附圖，進一步說明本實用新型的具體實施過程。

如圖1所示，一種網結構流場的燃料電池雙極板，包括流道入口1、密封環2、雙極板材3、定位銷孔4、流場區5、環形流道6、徑向流道7和流道出口8。流道入口1、密封環2、定位銷孔4、流場區5、環形流道6、徑向流道7和流道出口8均加工在雙極板材3上。定位銷孔4位于雙極板材3的四個角上。流道入口1、環形流道6、徑向流道7和流道出口8均加工在流場區5，流場區5被密封環2包圍住，以防流體外漏。網結構流道由環形流道6和徑向流道7組成，呈左右對稱排列，且均勻排列滿流場區5。環形流道6由徑向流道7交錯連接，流道由流道入口1引入至流場區5中心區域，由內向外延伸，由流道出口8引出。

電池工作時，燃料氣體由流道入口1流入，流至網結構流道中心區域后均勻分流至左右兩側，兩側流體分別通過環形通道6和徑向通道7由內圈流道逐次流向外圈流道，經過多次分流合流后，由流道出口8合流后流出流場區5。在流動過程中，兩側流體通過多次交叉的合流分流，使反應過程中的燃料氣體混合地更加均勻，有利于提高反應效率，增加燃料電池的穩定性。