本技術涉及電化學電池，尤其涉及一種雙極板及包括該雙極板的電化學電池堆。

背景技術：

1、隨著新能源技術的發(fā)展，使用電化學電池堆作為電源正日益獲得研究人員和市場的關注。例如，作為電化學電池堆中的重要類型，燃料電池堆在電動交通工具、便攜式電源等領域獲得了廣泛的應用。燃料電池堆通常包括疊置在一起的多個燃料電池單元，除端部的燃料電池單元之外，每個燃料電池單元包括與相鄰燃料電池單元共用的兩個雙極板以及夾在這兩個雙極板之間的膜電極組件。

2、如圖1至圖3所示，現(xiàn)有的雙極板通常由疊置在一起的陽極板10和陰極板20焊接而成，在陽極板10和陰極板20中的任一個的一端設有空氣入口11、冷卻液入口13和氫氣入口15，另一端設有氫氣出口16、冷卻液出口14和空氣出口12，其中空氣入口11和氫氣入口15分別設置在冷卻液入口13的兩側，且氫氣出口16和空氣出口12也分別設置在冷卻液出口14的兩側。

3、如圖1所示，在陽極板10的兩端之間形成從一端延伸到另一端的溝道，其中陽極板10的外表面(即圖1中看到的表面的背側)的溝道用于使來自氫氣入口15的氫氣從中流過并達到氫氣出口16，因此可被稱為氫氣溝道31(如圖3所示)。此外，在陽極板10的氫氣入口15和氫氣溝道之間設有氫氣入口分配區(qū)，其通常體現(xiàn)為從氫氣入口15到氫氣溝道的傾斜溝道。與陽極板10的構造類似，如圖2所示，在陰極板20的兩端之間形成(例如沖壓)從一端延伸到另一端的溝道，其中陰極板20的外表面(即圖2中看到的表面的背側)的溝道用于使來自空氣入口11的空氣從中流過并達到空氣出口12，因此可被稱為空氣溝道32(如圖3所示)。類似地，在陰極板20的空氣入口11與空氣溝道之間也設有空氣入口分配區(qū)，其通常體現(xiàn)為從空氣入口11到空氣溝道的傾斜溝道。當陽極板10和陰極板20疊置在一起時，陽極板10的內(nèi)表面(圖1中看到的表面)的溝道和陰極板20的內(nèi)表面(圖2中看到的表面)的溝道形成冷卻液溝道17。為使冷卻液從冷卻液入口13進入冷卻液溝道17，在陽極板10的內(nèi)表面和陰極板20的內(nèi)表面上分別設有冷卻液分配區(qū)18，來自冷卻液入口13的冷卻液首先進入冷卻液分配區(qū)18，然后分成兩路，一路進入在陽極板10的內(nèi)表面上與氫氣入口分配區(qū)相對應的位置處形成的傾斜的冷卻液分配通道19，另一路進入在陰極板20的內(nèi)表面上與空氣入口分配區(qū)相對應的位置處形成的傾斜的冷卻液分配通道19，進而進入到冷卻液溝道17，如圖4所示。應指出的是，在圖4中，為利于顯示冷卻液溝道17的構造，陽極板10被以透明的方式示出，其中點虛線箭頭大致表示在陽極板10一側流動的一路冷卻液，實線箭頭大致表示在陰極板20一側流動的另一路冷卻液。

4、然而，在上述的現(xiàn)有雙極板中，每個冷卻液溝道中的冷卻液流量分布是不均勻的，尤其是在雙極板兩側(即圖4中所示的上側和下側)的溝道內(nèi)的冷卻液流量要比中間溝道的大，如圖5中的測試結果所示。因此，由于冷卻液流量分布不均勻，導致燃料電池堆的溫度分布也不均勻，從而影響燃料電池堆的工作穩(wěn)定性和耐久性。

5、除上述舉例說明的燃料電池堆之外，在采用其它氣體介質(zhì)(例如，氨氣、煤氣、天然氣、生物質(zhì)氣等)或固體電解質(zhì)作為反應物的電化學電池中，只要采用類似的冷卻液分配區(qū)、冷卻液分配通道和冷卻液溝道，也存在著類似的上述問題。

6、因此，需要對現(xiàn)有的電化學電池堆的雙極板進行改造。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術的目的在于提出一種改進的雙極板以及包括該雙極板的電化學電池堆，以實現(xiàn)冷卻液的分布均勻。

2、為此，根據(jù)本技術的一方面，提供了一種雙極板，其用于電化學電池堆，所述雙極板包括：彼此疊置在一起的陽極板和陰極板，所述陽極板和所述陰極板中的每一個具有第一端、與所述第一端相反的第二端以及位于所述第一端和所述第二端之間的本體部分，其中所述陽極板和所述陰極板中的每一個包括：冷卻液端口，其被設置在所述第一端和所述第二端處；冷卻液溝道，其被設置在所述本體部分的內(nèi)表面上；冷卻液分配區(qū)，其被設置在所述本體部分的內(nèi)表面上且與所述冷卻液端口連通；以及冷卻液分配通道，其被設置在所述本體部分的內(nèi)表面上且與所述所述冷卻液溝道連通，其中所述冷卻液分配通道相對于從所述冷卻液端口排出或進入所述冷卻液端口的冷卻液的流動方向傾斜；其中，所述陽極板的冷卻液分配區(qū)與位于同一端的所述陰極板的冷卻液分配通道連通，所述陰極板的冷卻液分配區(qū)與位于同一端的所述陽極板的冷卻液分配通道連通；以及其中，在至少一個冷卻液分配區(qū)內(nèi)設有第一阻擋部，所述第一阻擋部沿著與所述至少一個冷卻液分配區(qū)連通的所述冷卻液分配通道的延伸方向延伸，使得在所述至少一個冷卻液分配區(qū)內(nèi)流動的一部分冷卻液被所述第一阻擋部改變?yōu)檠刂鲅由旆较蛄鲃印?/p>

3、根據(jù)本技術的一實施例，所述第一阻擋部從所述至少一個冷卻液分配區(qū)的第一側朝向所述至少一個冷卻液分配區(qū)的與所述第一側相對的第二側延伸，且所述第一阻擋部與所述第二側間隔開，所述第一側比所述第二側更靠近所述冷卻液端口。

4、根據(jù)本技術的一實施例，所述第一阻擋部被設置在所述至少一個冷卻液分配區(qū)的與所連通的所述冷卻液分配通道的中間位置相對應的位置處。

5、根據(jù)本技術的一實施例，在所述至少一個冷卻液分配區(qū)內(nèi)且在所述第一阻擋部的上游還設有與所述第一阻擋部間隔開的第二阻擋部，所述第二阻擋部從所述至少一個冷卻液分配區(qū)的所述第二側朝向所述第一側延伸，且所述第二阻擋部與所述第一側間隔開。

6、根據(jù)本技術的一實施例，所述第二阻擋部被設置在所述至少一個冷卻液分配區(qū)的與所連通的所述冷卻液分配通道的靠近所述冷卻液端口的邊緣位置相對應的位置處。

7、根據(jù)本技術的一實施例，所述第一阻擋部和所述第二阻擋部被設置成彼此平行。

8、根據(jù)本技術的一實施例，所述第一阻擋部與所述至少一個冷卻液分配區(qū)的所述第二側間隔開的距離和所述第二阻擋部與所述至少一個冷卻液分配區(qū)的所述第一側間隔開的距離分別為所述第一阻擋部和所述第二阻擋部的延伸長度的二分之一至三分之一。

9、根據(jù)本技術的一實施例，在所述至少一個冷卻液分配區(qū)內(nèi)，所述陽極板和所述陰極板被設置成從所述至少一個冷卻液分配區(qū)的第一側朝向所述至少一個冷卻液分配區(qū)的第二側逐漸傾斜，使得所述至少一個冷卻液分配區(qū)的高度從所述第一側朝向所述第二側逐漸減小，所述第一側比所述第二側更靠近所述冷卻液端口。

10、根據(jù)本技術的一實施例，所述陽極板的外表面上設有與所述冷卻液溝道對應的第一反應氣體溝道以及與所述冷卻液分配通道對應的第一反應氣體分配通道，所述陰極板的外表面上設有與所述冷卻液溝道對應的第二反應氣體溝道以及與所述冷卻液分配通道對應的第二反應氣體分配通道，且所述冷卻液端口兩側分別設有第一氣體端口和第二氣體端口，所述第一氣體端口與所述第一反應氣體溝道和所述第一反應氣體分配通道連通，所述第二氣體端口與所述第二反應氣體溝道和所述第二反應氣體分配通道連通。

11、根據(jù)本技術的另一方面，提供了一種電化學電池堆，其包括：第一雙極板和第二雙極板，其中所述第一雙極板的陽極板和所述第二雙極板的陰極板彼此面對；和膜電極組件，其中膜電極組件被設置在所述第一雙極板和所述第二雙極板之間；其中，所述第一雙極板和所述第二雙極板中的每一個是如上所述的雙極板。

12、通過在雙極板的冷卻液分配區(qū)內(nèi)設置阻擋部，可以使冷卻液的流動方向在進入到傾斜的冷卻液分配通道之前先轉動到與冷卻液分配通道相同的方向，因此，將允許更多的冷卻液流入雙極板的中間冷卻液溝道，而流入兩側冷卻液溝道的冷卻液減少，從而使冷卻液的流動更加均勻。另外，這樣設置的阻擋部帶來的壓降較小，并不會導致冷卻液供應泵的功耗有明顯的增加。

13、此外，在冷卻液分配區(qū)內(nèi)，陽極板和陰極板可被設置成從冷卻液端口朝向冷卻液分配通道傾斜，使得當冷卻液在冷卻液分配區(qū)流動時，一部分冷卻液能夠持續(xù)地以一個速度流到中間的冷卻液分配通道，而不是所有的冷卻液都要轉兩個90度才能到達傾斜的冷卻液分配通道內(nèi)。所以，在本技術的雙極板和電化學電池單元中，流入中間的冷卻液分配通道內(nèi)的冷卻液的壓降可進一步降低，冷卻液的均勻性比現(xiàn)有技術的設計要好得多。