双极板及包含其的单电池

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种双极板及包含其的单电池。

背景技术

燃料电池是一种发电系统，是利用电化学方法将化学能直接转换成燃料电池组中的电能。燃料电池不但可以应用到工业、家用电器和车辆，还可以应用到诸如便携设备等小规模电力和电子设备的电力供应。

燃料电池的主要核心部件是膜电极和双极板，其中膜电极主要由催化剂层、扩散层、质子交换膜等组成，双极板分为阴极双极板和阳极双极板。燃料电池运行时，燃料气体通过阳极双极板，氧化剂通过阴极双极板，并在膜电极两侧发生电化学反应。当燃料电池工作在大电流高功率状态时，需要大量燃料气体和氧化剂气体进入燃料电池膜电极，同时要从膜电极排出大量电化学反应产生的生成水。如果不能及时的将燃料电池电化学反应所需燃料气体和氧化剂气体及时送入膜电极，不能及时将燃料电池尾气和生成水排出膜电极，燃料电池就会发生传质极化现象和水淹现象，影响燃料电池性能的进一步提高，甚至劣化燃料电池的性能。因此，提高燃料电池内部的传质能力和排水能力，对于大电流高功率运行的燃料电池是非常重要的。

现有技术中有通过在流道沟槽内设置多个梯形凸起部，当气体从流道的上游向下游流动的过程中，遇到设置在流道底部的凸起部时，流道的横截面积减小，流速降低，气体的压力提高，把流道内的气体推向膜电极的气体扩散层进而进入电极，从而提高燃料电池的传质能力，以提高燃料电池的性能。但是，采用这种方式，只增强了气体的传质能力，并没有解决液态水的排水问题，如果液态水无法及时排出，很容易堵塞流道，进而影响传质，甚至造成水淹。

当然也有通过将流道沟槽设置成台阶形式，变截面流道能对反应气流动进行扰动，使得流经流道的气体产生紊流，增强气体的扩散能力；将阴极双极板采用中间流道深度大于外侧流道深度的结构，能消除氧气经由氧气进气口通过过渡区传输到流道入口的路径不同而导致流速分布不均，提升极板各区域功率密度均匀性，增强流道的排水性。但是，采用这种结构形式，存在结构复杂，阳极侧双极板和阴极侧双极板匹配受限等问题。

综上，现有技术中通过不同的技术手段来改进燃料电池的传质均匀性，而对于燃料电池系统的排水依然依赖反应气体来将液态水吹扫出双极板。但是依然存在排水性能不好，导致双极板被堵塞甚至水淹的情况发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的燃料电池电堆中的双极板排水性能差等的缺陷，提供一种双极板及包含其的单电池。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种双极板，用于燃料电池，所述双极板上具有至少一个用于输送反应气体的气体流道，其特点在于，所述双极板上还具有排水通道，所述排水通道沿着水流方向具有进口端和出口端，所述进口端连通于每一个所述气体流道，所述排水通道的出口端延伸至所述气体流道的下方并与所述双极板的外部相连通。

在本方案中，排水通道用于排出气体流道内的液态水，排水通道的进口端与所有的气体流道相连通，使得每一气体流道内的液态水都能从进口端流入排水通道内，并从出口端排出。而将出口端延伸至气体流道的下方，并与双极板的外部相连通，使得双极板内的液态水在重力的作用下通过排水通道并从排水通道的出口端排出双极板，有利于双极板内液态水的排出进而防止液态水堵塞气体流道，同时防止堵水造成整根气体流道或者大段气体流道内流入的气体量少造成欠气现象，从而避免影响燃料电池的性能。而且，由于排水通道的进口端与气体流道是相连通的，在提高双极板的排水性能的同时，气体流道内的气体还可以通过排水通道流至不同的气体流道内，进而实现气体在不同气体流道内的流量分配，进而提高双极板的传质效果。本技术方案，仅需要增加排水通道即可提高双极板的排水性能和传质性能，不仅结构简单，而且生产成本低。

较佳地，所述排水通道包括：

汇流槽，所述汇流槽设置于所述双极板的反应区的下端，并与最下方的所述气体流道相间隔，所述汇流槽沿着所述反应气体的流动方向延伸，所述出口端位于所述汇流槽上；

至少一个分流槽，所述分流槽连通于所述气体流道，所述分流槽还连通于所述汇流槽。

在本方案中，气体流道内的液态水通过分流槽流入汇流槽内，然后从出口端排出双极板。而将汇流槽设置在最下方的气体流道的下方，使得液态水最终通过汇流槽排水，以防止下方的气体流道被动起到汇流槽的作用，从而被液态水堵塞，进而损失一部分反应面积。汇流槽沿着反应气体的流道方向延伸，使得汇流槽内的液态水在气体的压力下从出口端排出。而分流槽不仅能及时排出气体流道内的液态水，还将气体流道之间建立连通关系，进而使得即便是某段气体流道被堵塞，气体还可以通过分流槽流至其他的没有被堵塞的气体流道内，进而降低气体流道被堵塞的影响。

较佳地，所述气体流道为直流道或者波浪形流道，多个所述气体流道间隔设置，相邻的两个所述气体流道之间形成脊背，每个所述脊背上开设有第一凹槽，所述第一凹槽与相邻的两个所述气体流道相贯通，所述第一凹槽与所述气体流道贯通后的流路为所述分流槽。

在本方案中，对于气体流道的结构形式不做限制，可以为直流道也可以为波浪形流道，其中，作为一种较佳的方案，气体流道之间相互间隔且相互平行。两个相邻的气体流道之间形成自气体流道的底部向上隆起的脊背。第一凹槽就设置在该脊背上，通过第一凹槽将两个相邻的气体流道贯通，使得位于上方的气体流道内的液态水能沿着第一凹槽向下流入下一个气体流道，然后从下一个脊背上的第一凹槽流入下一个气体流道，直至流入汇流槽，并从汇流槽流从出口端排出双极板的外部。第一凹槽不仅起到了排出气体流道内的液态水的作用，同时，第一凹槽将两个相邻的气体流道相连通，还能使得气体从气体流道分配至不同的气体流道内。

较佳地，每一所述脊背上设置有多个相互间隔的所述第一凹槽。在一个脊背上设置多个第一凹槽，可进一步提高双极板的排水性能及传质性能。

较佳地，所述第一凹槽在所述双极板上呈阵列分布。采用这种设置方式，在提高双极板的排水均衡性以及传质的均匀性的同时具有便于加工能优点。

较佳地，所述第一凹槽与所述脊背的延伸方向之间的夹角的范围在45°-135°之间。将第一凹槽与脊背的延伸方向之间的夹角设置在45度-135°范围内都能实现将液态水沿着第一凹槽排放至汇流槽内。对于不同位置的脊背以及同一脊背不同位置上的第一凹槽于气体的流动方向之间的夹角不做限定，可以是相同的也可以是不同的，只要能实现对相邻气体流道之间的连通即可。

较佳地，所述第一凹槽与所述脊背的延伸方向垂直。一方面便于液态水在重力的作用下沿着第一凹槽流出，另一方面结构简单，便于加工。

较佳地，位于同一列上的所述第一凹槽在同一直线上。将同一列上的第一凹槽设置在同一直线上，当气体流道内的液态水在重力的作用下自第一凹槽排出时，直接从上方的第一凹槽经气体流道流向下方的第一凹槽，并依次沿着第一凹槽流至汇流槽内并排出电堆。因此，采用这种结构形式，有利于更进一步地提高双极板的排水性能。

较佳地，当所述气体流道为波浪形流道时，沿着气体流动的方向所述气体流道具有波峰和波谷，所述第一凹槽设置于所述波谷的位置。由于波谷处于气体流道的最低点，液态水容易汇集在波谷处，因此将第一凹槽设置在波谷的位置，当气体流道内的液态水在重力的作用下自气体流道的波峰沿着气体流道流向波谷后能沿着第一凹槽排出，从而提高气体流道的排水能力，进而防止气体流道在波谷处被堵塞的现象发生，同时还具有提高双极板的传质的均匀性的特点。

较佳地，所述气体流道为蛇形流道，所述分流槽连通于所述气体流道的下端的横向部分。对于蛇形流道，位于下端的横向部分处于气体流道的最低点，液态水容易汇集在此处，因此将分流槽在此处与气体流道相连通，当液态水沿着气体流道的竖向部分向下流至下端的横向部分的位置处时，可从分液槽流入汇流槽内，并排出电堆。可有利于防止气体流道在下端的横向部分被液态水堵塞。

较佳地，所述气体流道竖向部分之间的脊背上开设有第二凹槽，所述第二凹槽的两端分别贯通于所述脊背两侧的所述气体流道的竖向部分。在气体流道的竖向部分之间的脊背上开设第二凹槽，使得第二凹槽将相邻的两个竖向部分相连通，使得气体能通过第二凹槽自气体流道的一个竖向部分流向另外一个竖向部分。即便是气体流道的底部被堵塞也不会影响气体流道的其他部分的传质。因此，采用这种结构形式具有提高双极板的传质性能的优点。

较佳地，所述排水通道的宽度不小于所述气体流道的宽度，更有利于液态水的排出。

较佳地，所述排水通道的底部与所述气体流道的底部平齐。将分流槽和汇流槽的底部设置成与气体流道的底部平齐的形式，有利于气体流道内的液态水的排出，以进一步提高双极板的排水性能。

较佳地，所述出口端与与所述气体流道相连通的气体公共出口相连通。

将排水通道的出口端与气体流道相连通的气体公共出口相连通，不仅结构简单不用额外在双极板上设置排水口，而且有利于在反应气体的压力下将液态水排出。

较佳地，在所述气体流道内避开所述排水通道的位置间隔地设置有多个凸起部，所述凸起部自所述气体流道的底部向靠近膜极板的方向凸出，所述凸起部的顶面低于所述气体流道的两侧的脊背的顶面。在气体流道内间隔地设置凸起部，使得气体从气体流道的普通段过渡到凸起部的位置时，气体在气体流动方向发生偏转，产生垂直于气体扩散层的速度分量，有利于反应气体向气体扩散层的扩散，而且，由于设置了凸起部，气体流道的截面变小，流速提高，也有利于带走扩散层的液态水。

较佳地，在所述双极板的冷却面的一侧设置有冷却剂过桥，所述凸起对应的位置形成第三凹槽，所述冷却剂过桥的两端分别连通于所述第三凹槽和所述双极板上的冷却剂进口。通过冷却剂桥孔将反应面上的凸起所形成的第三凹槽与冷却剂进口连通，以形成冷却液的流通通道，从而简化了冷却流道的设计。

一种单电池，其特点在于，其包含如上所述的双极板。

在本方案中，在单电池中使用如上所述的双极板，不仅能提高单电池的排水性能，同时也能提高单电池的传质性能，进而提高单电池的性能。

一种燃料电池电堆，其特点在于，其包括如上所述的双极板。

在本方案中，燃料电池电堆采用如上所述的双极板，不仅排水性能好，而且还提高了双极板的传质性能。当燃料电池电堆工作在大电流高功率状态时，不仅能及时地将燃料电池电化学反应所需燃料气体和氧化剂气体及时送入膜电极，同时还能及时将燃料电池尾气和生成水排出膜电极，进而提高燃料电池性能。

一种燃料电池系统，其特点在于，其包含如上所述的双极板。

在本方案中，在燃料电池系统中使用如上的双极板，既提高了燃料电池系统的排水性能，也提高了燃料电池系统的传质能力，同时还有利于提高燃料电池系统中的气液分离效率以及燃料电池的燃料气体的循环利用率。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的双极板，通过在双极板上设置与气体流道相连通的排水通道，使得每一气体流道内的液态水都能通过排水通道排出。而将排水通道的出口端延伸至气体流道的下方，并与双极板的外部相连通，使得双极板内的液态水在重力的作用下通过排水通道从出口端排出双极板，有利于双极板内液态水的排出进而防止液态水堵塞气体流道，同时可防止堵水造成整根气体流道或者大段气体流道内流入的气体量少造成欠气现象，进而影响燃料电池的性能。而且，由于排水通道与气体流道是相连通的，在提高双极板的排水性能的同时，气体流道内的气体还可以通过排水通道流至不同的气体流道内，进而实现气体在不同气体流道内的流量分配，进而提高双极板的传质效果。本方案，仅需要增加排水通道即可提高双极板的排水性能和传质性能，不仅结构简单，而且生产成本低。

附图说明

图1为本发明实施例1的阳极侧双极板的结构示意图。

图2为本发明实施例1的阳极侧双极板的局部放大的结构示意图。

图3为本发明实施例1的阳极侧双极板中的第一凹槽与气体流道的槽深相同的情况下的局部放大的结构示意图。

图4为本发明实施例2的双极板中的第一凹槽的槽深小于气体流道的槽深情况下的双极板的局部放大示意图。

图5为本发明实施例2的双极板中的第一凹槽的槽深与气体流道的槽深相同的情况下的双极板的局部放大示意图。

图6为本发明实施例3的双极板中不设置第二凹槽的情况下的双极板的局部放大示意图。

图7为本发明实施例3的双极板中设置第二凹槽的情况下的双极板的局部放大示意图。

附图标记说明：

反应区10

气体流道101

脊背102

排水通道103

分流槽1031

第一凹槽1031a

汇流槽1032

燃料气体进口20

氧化剂气体进口30

燃料气体出口40

氧化剂气体出口50

上游气体分配区60

下游气体分配区70

凸起部80

冷却剂出口90

冷却剂进口110

密封胶线120

冷却剂过桥130

第二凹槽140

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

燃料电池系统是以燃料电池电堆为核心，和燃料供给与循环单元、氧化剂供给单元、水管理单元、热管理单元、控制单元等组成的发电系统。其中，燃料电池电堆是由多个燃料电池单电池以串联的方式层叠构成。而每个单电池则包括质子交换膜，质子交换膜的两侧对称地依次设置有阴极/阳极催化层、阴极/阳极气体扩散层和阴极/阳极双极板。燃料电池电堆是发生电化学反应的场所，为燃料电池系统的核心部分。在此以氢燃料电池为例进行说明，燃料电池电堆工作时，氢气和氧气分别经燃料电池电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至质子交换膜并与催化剂接触进行电化学反应。相邻的单电池间用双极板隔开，双极板用来串联前后的单电池和提供单电池的气体流路。双极板是燃料电池电堆中的“骨架”，在燃料电池中起到支撑、收集电流、为冷却液提供通道、分隔氧化剂和还原剂等作用。双极板的结构直接影响到燃料电池的排水、传质、冷却等性能。

本发明的以下实施例就是针对现有技术中双极板的排水性能和传质性能较差作出的改进。下面分别对这几种具体的实施方式作出详细说明。

实施例1

如图1-图3所示，本实施例提供一种双极板，该双极板用于燃料电池。其中，双极板的厚度方向的两侧分别为反应面和冷却面。反应面用于反应气体的流通，冷却面用于冷却液的流通。在双极板的长度方向的一端设置有燃料气体进口20、氧化剂气体进口30，另一端设置有燃料气体出口40、氧化剂气体出口50。这些气体进口和气体出口之间设置有密封胶槽或者密封胶线120凸台，防止气体在这些气体进口或者气体出口之间互传。多个单电池堆叠后，双极板中的燃料气体进口20形成燃料气体进口公共流道，氧化剂气体进口30形成氧化剂气体进口公共流道，同时也形成了燃料气体出口公共流道和氧化剂出口公共流道。双极板上的反应区10位于双极板的反应面的中间部位，气体分配区分为上游气体分配区60和下游气体分配区70。对于阳极侧双极板来说，上游气体分配区60同时与燃料气体进口20和反应区10相连通，下游气体分配区70同时与燃料气体出口40和反应区10相连通；对于阴极侧双极板来说，上游气体分配区60同时与氧化剂气体进口30和反应区10相连通，下游气体分配区70同时与氧化剂气体出口50和反应区10相连通。通过以上的结构形式，形成了反应气体的流通通路。

在本实施例中，在双极板的反应面上设置有至少一个用于气体流通的凹凸沟槽构成的气体流道101，双极板上还另外设有至少一个不同于气体流道的排水通道103，排水通道103沿着水流方向(为图中箭头所指的方向)具有进口端和出口端，进口端连通于每一个气体流道，排水通道的出口端延伸至气体流道的下方并与双极板的外部相连通。

为了便于理解，本实施例以阳极侧的双极板为例进行说明。排水通道用于排出气体流道101内的液态水，排水通道的进口端与所有的气体流道101相连通，使得每一气体流道101内的液态水都能从排水通道的进口端流入排水通道内，并从出口端排出双极板。而将出口端延伸至气体流道101的下方，并与双极板的外部相连通，使得在重力的作用下通过排水通道并从排水通道的出口端排出双极板。采用以上结构，有利于双极板内液态水的排出进而防止液态水堵塞气体流道101，同时可防止堵水造成整根气体流道101或者大段气体流道101内流入的气体量少造成欠气现象或者水淹现象，从而避免影响燃料电池的性能。而且，由于排水通道的进口端与气体流道101是相连通的，在提高双极板的排水性能的同时，气体流道101内的气体还可以通过排水通道的进口端流至不同的气体流道101内，进而实现气体在不同气体流道101内的流量分配，进而提高双极板的传质效果。本方案，仅需要增加排水通道103即可提高双极板的排水性能和传质性能，不仅结构简单，而且生产成本低。

在本实施例中，排水通道的出口端与与气体流道相连通的气体公共出口相连通。将排水通道103的出口端与气体流道101相连通的气体公共出口相连通，不仅结构简单不用额外在双极板上设置排水口，而且有利于在反应气体的压力下将液态水排出。当然对于阴极侧的双极板来说，也可以在双极板的下端设置一个专门用于排水的排水口，然后将排水通道的出口端与该排水口相连通，排水通道内的水通过排水口排出双极板的外部。

需要说明的是，对于排水通道的结构不做限制，可以是一条排水通道也可以是多条，可以是多条分别与气体流道101连通并分别自气体公共出口处排出，也可以采用多条分别与气体流道101连通，并将气体流道101内的液态水排出后再汇聚到一起后再排出。在本实施例中，采用后者，有利于节省双极板的空间。具体结构，如下所示：

排水通道包括至少一个分流槽1031和用于将分流槽1031中的液态水一起汇集至同一个通道内并排出的汇流槽1032。汇流槽1032设置于双极板的反应区10的下端，并与最下方的气体流道101间隔，汇流槽1032与下游气体分配区70相连通；分流槽1031连通于气体流道101，分流槽1031还连通于汇流槽1032。其中，在气体分配区设置多个间隔设置的小凸起，这些小凸起用于扰流，进而使得气体能均匀地分配在各个气体流道101内，或者，通过扰流作用能快速地从双极板内排出，同时有利于液态水的排出。气体流道101内的液态水通过分流槽1031流入汇流槽1032内，然后从汇流槽1032内流入至下游气体分配区70，并且在气体的压力下排出双极板。而将汇流槽1032设置在最下方的气体流道101的下方，使得液态水最终通过汇流槽1032排水，以防止下方的气体流道101被动起到汇流槽1032的作用，从而被液态水堵塞，进而损失一部分反应面积。而分流槽1031不仅能及时排出气体流道101内的液态水，还将气体流道101之间建立连通关系，进而使得即便是某段气体流道101被堵塞，气体还可以通过分流槽1031流至其他的没有被堵塞的气体流道101内，进而降低气体流道101被堵塞的影响。

当然，对于分流槽1031和汇流槽1032的结构形式不做限定，分流槽1031和汇流槽1032可以是直线型的，也可以是曲线型的，而且分流槽1031和汇流槽1032的槽深可以是相同的也可以是不同的。分流槽1031和汇流槽1032的槽深可以与气体流道101的底部平齐，也可以深于气体流道101的底部，当然也可以浅于气体流道101的底部，作为一种较佳的技术方案，汇流槽1032的槽深与气体流道101的槽深的比值在1/2-1之间。对于分流槽1031的槽宽不做限制，只要能将气体流道101内的液态水排出即可。为了更加有利于液态水的排出，在本实施例中将排水通道的宽度设置为不小于气体流道的宽度。作为一种更加优选的方案，分流槽1031的槽宽与气体流道101的宽度之间的比值在1-2之间，同样的，汇流槽1032的槽宽与气体流道101的宽度之间的比值在1-2之间。

在本实施例中，分流槽1031和汇流槽1032的底部与气体流道101的底部平齐。将分流槽1031和汇流槽1032的底部设置成与气体流道101的底部平齐的形式，有利于气体流道101内的液态水的排出，以进一步提高双极板的排水性能。

具体地，气体流道101为直流道，并且多个气体流道相互间隔设置，相邻的两个气体流道101之间形成自气体流道101的底部向上隆起的脊背102，相邻的两个气体流道101之间的脊背102上开设有第一凹槽1031a，第一凹槽1031a与相邻的两个气体流道101相贯通，第一凹槽1031a与气体流道101连通后形成分流槽1031。作为一种较佳的方案，多个直流道之间是相互平行的，并且每个脊背102的宽度相同。当然，在其他实施例中，直流道可以不相互平行，而且脊背102的宽度也可以不同。在脊背102上设置第一凹槽1031a，并通过第一凹槽1031a将相邻的两个气体流道101贯通，使得位于上方的气体流道101内的液态水能沿着第一凹槽1031a向下流入下一个气体流道101，然后从下一个脊背102上的第一凹槽1031a流入下一个气体流道101，直至流入汇流槽1032，并从汇流槽1032流入气体分配区，最后从下游气体分配区70流入气体出口公共流道内并流出燃料电池堆。第一凹槽1031a不仅起到了排出气体流道101内的液态水的作用，同时，第一凹槽1031a将相邻的两个气体流道101相连通，还能使得气体从气体流道101分配至不同的气体流道101内。

进一步地，第一凹槽1031a与脊背的延伸方向之间的夹角的范围在45°-135°之间。将第一凹槽1031a与脊背的延伸方向之间的夹角设置在45°-135°范围内都能实现将液态水沿着第一凹槽1031a排放至汇流槽1032内。对于不同位置的脊背102以及同一脊背102不同位置上的第一凹槽1031a与脊背的延伸方向之间的夹角不做限定，可以是相同的也可以是不同的，只要能实现对相邻气体流道101之间的连通即可。

更进一步地，每一个脊背上设置有多个相互间隔的第一凹槽。在一个脊背上设置多个第一凹槽，可进一步提高双极板的排水性能及传质性能。第一凹槽1031a在双极板上呈阵列分布。将第一凹槽1031a在双极板上呈阵列分布，具有提高双极板的排水的均衡性以及传质的均匀性，同时还有具有便于加工的优点。

在本实施例中，第一凹槽1031a与脊背的延伸方向垂直。一方面便于液态水在重力的作用下沿着第一凹槽1031a流出，另一方面结构简单，便于加工。并且，位于同一列上的第一凹槽1031a在同一直线上。将同一列上的第一凹槽1031a设置在同一直线上，当气体流道101内的液态水在重力的作用下自第一凹槽1031a排出时，直接从上方的第一凹槽1031a经气体流道101流向下方的第一凹槽1031a，并依次沿着第一凹槽1031a流至汇流槽1032内并排出电堆。因此，采用这种结构形式，有利于更进一步地提高双极板的排水性能。

为了进一步提高双极板的排水性能及传质性能，在本实施例中，在气体流道101上避开排水通道103的位置间隔地设置有多个凸起部80，凸起部80自气体流道101的底部向靠近膜极板的方向凸出，并且凸起部80的顶面低于两个气体流道101形成的脊背102的顶面。在气体流道101内间隔地设置凸起部80，使得气体从气体流道101的普通段过渡到凸起部80的部位时，反应气体的流动方向发生偏转，产生垂直于气体扩散层的速度分量，有利于反应气体向气体扩散层的扩散，同时，由于设置凸起部80，气体流道101的截面变小，流速提高，也有利于带走扩散层的液态水。在本实施例中，凸起部80沿着气体流动方向的长度在1mm-5mm之间，两个相邻的凸起部80之间的距离在5mm-20mm之间。

在双极板的上端沿着双极板的长度方向间隔地设置有多个冷却剂进口110，在双极板的下端沿着双极板的长度方向间隔地设置有多个冷却剂出口90。而在双极板的冷却面的一侧设置有冷却剂过桥130，冷却剂过桥130为向双极板的反应面的方向凹陷的凹槽。气体流道101上的凸起部80对应的位置形成第三凹槽，冷却剂过桥130的两端分别连通于第三凹槽和双极板上的冷却剂进口110。通过冷却剂桥孔将反应面上的凸起部80所形成的第三凹槽与冷却剂进口110连通，以形成冷却液的流通通道，从而简化了冷却流道的设计。

实施例2

如图4-图5所示，本实施例与实施例1的方案基本相同，其不同之处在于：

气体流道101为波浪形流道，在双极板上，多个波浪形流道间隔设置，并沿着水平方向延伸。对于波浪形的气体流道101，沿着气体流动的方向气体流道101具有波峰和波谷，第一凹槽1031a设置于波谷的位置。由于波谷处于气体流道101的最低点，液态水容易汇集在波谷处，因此将第一凹槽1031a设置在波谷的位置，当气体流道101内的液态水在重力的作用下自气体流道101的波峰沿着气体流道101流向波谷后能沿着第一凹槽1031a排出，从而提高气体流道101的排水能力，进而防止气体流道101在波谷处被堵塞的现象发生，同时还具有提高双极板的传质的均匀性的特点。当然，在其他实施例中，第一凹槽1031a也可以设置在除波峰以外的其他位置，第一凹槽1031a与气体整体的流道方向可以垂直也可以具有一定的角度，可以根据实际情况进行设置。

实施例3

如图6-图7所示，本实施例与实施例2的方案基本相同，其不同之处在于：

气体流道101为蛇形流道，分流槽1031连通于气体流道101的下端的横向部分。对于蛇形流道，位于下端的横向部分处于气体流道的最低点，液态水容易汇集在此处，因此将分流槽1031在此处与气体流道101相连通，当液态水沿着气体流道101的竖向部分向下流至下端的横向部分的位置处时，可从分液槽流入汇流槽1032内，并排出电堆。可有利于防止气体流道101在下端的横向部分被液态水堵塞。

进一步地，气体流道101竖向部分之间的脊背102上开设有第二凹槽140，第二凹槽140的两端分别贯通于脊背102两侧的气体流道101的竖向部分。在气体流道101的竖向部分之间的脊背102上开设第二凹槽140，使得第二凹槽140将相邻的两个竖向部分相连通，使得气体能通过第二凹槽140自气体流道101的一个竖向部分流向另外一个竖向部分。即便是气体流道101的底部被堵塞也不会影响气体流道101的其他部分的传质。因此，采用这种结构形式具有提高双极板的传质性能的优点。

需要说明的是，在本实施例中，在双极板上可以设置一个蛇形流道，也可以设置多个相互间隔且平行的蛇形流道。采用后者时，分流槽将每个蛇形流道的底部的横向部分相连通。

实施例4

本实施例提供一种单电池，这种单电池中的双极板采用如实施例1-实施例3中任意一种技术方案中的结构。在单电池中使用如上的双极板，不仅能提高单电池的排水性能，同时也能提高单电池的传质性能，进而提高单电池的性能。

在此，以氢燃料电池系统为例，对采用本实施例中的单电池的氢燃料电池系统的运行进行简单的介绍：氢气从氢气入口进入燃料电池电堆中的燃料气体进口公共流道，并从燃料气体进口20进入阳极侧的双极板，通过上游气体分配区60分配至气体流道101内；同样的空气从氧化剂入口进入燃料电池电堆中的氧化剂进口公共流道，并从氧化剂气体进口30进入阴极侧的双极板，通过上游气体分配区60流入气体流道内，氢气和空气向膜电极的方向扩散，并在膜电极上发生电化学反应后，剩余的氢气和空气分别从阳极侧和阴极侧的气体流道流出。在发生电化学反应的过程中产生的水，大部分在剩余气体的作用力下从燃料气体出口公共流道和氧化剂出口公共流道处排出。而还有部分液态水聚集在气体流道内，随着这部分液态水越来越多，这些液态水在气体流道101内流动的过程中，通过第一凹槽1031a流至汇流槽内，最后通过气体公共出口排出电堆，或者是通过专门的排水出口排出电堆。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。