发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种质子交换膜燃料电池双极板，增大了阴极气体和阳极气体进气口的横截面积，使得气体分配更加均匀、反应更加完全。

一种质子交换膜燃料电池双极板，包括相对设置的阳极单板和阴极单板，所述阳极单板背离所述阴极单板的外侧形成阳极流场，所述阴极单板背离所述阳极单板的外侧形成阴极流场，所述阳极单板和阴极单板之间的界面处形成冷却液流场，所述质子交换膜燃料电池双极板上还设有：

与阳极流场连通的阳极气体入口和阳极气体出口，

与阴极流场连通的阴极气体入口和阴极气体出口，

与冷却液流场连通的冷却液入口和冷却液出口，

所述阳极气体入口和阳极气体出口分别设于质子交换膜燃料电池双极板长轴方向的两侧，

所述阴极气体入口和阴极气体出口分别设于质子交换膜燃料电池双极板短轴方向的两侧，

所述冷却液入口和冷却液出口也分别设于质子交换膜燃料电池双极板短轴方向的两侧，并且，阴极气体入口和阴极气体出口对角设置，冷却液入口和冷却液出口对角设置。

具体的，将阳极气体入口设置于质子交换膜燃料电池双极板长轴两侧，扩大了阳极气体进气口的横截面积且使得阳极气体分配更加均匀；将阴极气体设置于质子交换膜燃料电池双极板短轴两侧，扩大了阴极气体进气口的横截面积且使得阴极气体分配更加均匀；且此种进气方式使得阴极气体和阳极气体接触更加充分，反应更加彻底。

冷却液入口与冷却液出口对角设置于质子交换膜燃料电池双极板短轴两侧，使得冷却液能够对流经双极板的各个区域，更好的对质子交换膜燃料电池双极板进行冷却。

优选的，所述阳极流场包括从阳极气体入口一侧到阳极气体出口一侧依次设置的阳极气体入口通道、阳极反应区、阳极气体出口通道，

所述阳极反应区具有从阳极气体入口通道一侧延伸到阳极气体出口通道一侧的多条阳极流道，所述阳极流道为蛇形弯曲结构。

具体的，阳极反应区由多条蛇形弯曲的阳极流道构成，蛇形弯曲结构的阳极流道可适当的增大阳极气体的流动压差，有利于质子交换膜燃料电池双极板运行是阳极排水。

优选的，使用时，所述质子交换膜燃料电池双极板沿短轴方向竖向设置，所述阴极气体入口位于所述质子交换膜燃料电池双极板的上侧，阴极气体出口位于所述质子交换膜燃料电池双极板的下侧，阴极气体由上往下流动。

具体的，质子交换膜燃料电池双极板沿短轴方向竖向设置，即质子交换膜燃料电池双极板的短轴与地面垂直，且阴极气体从质子交换膜燃料电池双极板的上侧进入，利用重力使得阴极气体从上往下流动，同时阴极气体入口、阴极气体出口设于质子交换膜燃料电池双极板的长轴上，缩短了引起其提流动的距离，进而改善了阴极流场内气体浓度不均的问题。

优选的，所述冷却液入口位于所述质子交换膜燃料电池双极板的上侧，冷却液出口位于所述质子交换膜燃料电池双极板的下侧，冷却液由上往下流动。

具体的，冷却液的流动方向与阴极气体的流动方向相同，且分配均匀，可有效减小电堆温度局部差异，提升电堆一致性，提升质子交换膜燃料电池核心发电部件膜电极寿命。

优选的，所述阴极流场包括从阴极气体入口一侧到阴极气体出口一侧依次设置的阴极气体入口通道、阴极气体入口分配区、阴极反应区、阴极气体出口分配区、阴极气体出口通道。

优选的，所述阴极气体入口和阴极气体出口均包括沿质子交换膜燃料电池双极板长轴方向排列的至少两个，各阴极气体入口之间具有连通各相邻阴极气体入口的阴极气体入口互通通道，各阴极气体出口之间具有连通各相邻阴极气体出口的阴极气体出口互通通道。

具体的，此种结构有利于多节质子交换膜燃料电池双极板装配下阴极气体的均匀分配。

优选的，所述阴极反应区具有从阴极气体入口通道一侧延伸到阴极气体出口通道一侧的多条阴极流道，所述阴极反应区具有朝向背离阳极单板一侧的凸块，各凸块沿质子交换膜燃料电池双极板长轴方向排列成行，各行凸块再沿质子交换膜燃料电池双极板短轴方向排列；

每一行凸块中各凸块间隔排列，且相邻凸块之间的间隔小于凸块沿质子交换膜燃料电池双极板长轴方向的长度；

相邻两行凸块之间错位设置，使其中一行凸块对准另一行凸块的间隙；

同一行凸块中的间隙以及相邻两行凸块之间形成阴极流道。

优选的，所述凸块在沿质子交换膜燃料电池双极板短轴方向上中间高、前后低形成前后两面斜面，

相邻两行凸块之间间隙排列或者斜面的一部分重叠排列。

具体的，此种结构下，阴极流场为倾斜的流场，有利于增加碳纸侧流向分压；同时，此种结构阴极流场细密化增加支撑用于防止膜电极塌陷。

优选的，凸块沿质子交换膜燃料电池双极板长轴方向的长度为1～2mm，沿质子交换膜燃料电池双极板短轴方向的宽度为0.5～1mm；凸块上斜面的倾斜角度为10°～30°。

优选的，所述冷却液入口和冷却液出口均包括沿质子交换膜燃料电池双极板长轴方向排列的至少两个，各冷却液入口之间具有连通各相邻冷却液入口的冷却液入口互通通道，各冷却液出口之间具有连通各相邻冷却液出口的冷却液出口互通通道。

具体的，此种结构有利于多节质子交换膜燃料电池双极板装配下冷却液的均匀分配。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

(1)阳极气体从质子交换膜燃料电池双极板的短轴进入，阴极气体和冷却液从质子交换膜燃料电池双极板的长轴进入，同时阴极气体的进出口、冷却液的进出口均对角设置，且阳极流场采用蛇形流场，此种结构不仅扩大了阳极气体进气口的横截面积是阳极气体分配更加均匀，还有利于质子交换膜燃料电池运行时阳极排水。

(2)由倾斜、排列成行且错位设置的凸块构成的阴极流场，有利于增加碳纸侧流向分压，同时凸起形成细密化支撑可防止膜电极塌陷。

(3)阴极气体入口分配区的结构，使阴极气体在进入阴反应区之后分配的更加均匀；阴极气体出口分配区的结构，是的阴极反应区反应之后的产物能够迅速的排出。

(4)阴极气体入口互通通道的结构利于多节质子交换膜燃料电池双极板装配下阴极气体的均匀分配。

(5)冷却液入口互通通道的结构有利于多节质子交换膜燃料电池双极板装配下冷却液的均匀分配。