雙極板是燃料電池堆主要的結構支撐構件，其結構設計形成了堆內部氫氣、空氣、水的流動(dòng)通道，作為電爐的主要結構件，雙極板的厚度直接影響電爐的功率密度，目前行業(yè)內由于膜電極技術(shù)門(mén)檻相對較高，突破性進(jìn)展緩慢，提高電爐產(chǎn)品性能的動(dòng)力主要集中在雙極板上，那么，下面一起了解下燃料電池雙極板設計特點(diǎn)吧!

　　燃料電池雙極板滿(mǎn)足以下性能要求：

　　1、雙極板具有高電導率，才能在結構上發(fā)揮單電池的串聯(lián)作用;

　　2、為了隔離各腔體的反應氣體和熱水，雙極板氣體滲透率滿(mǎn)足要求;

　　3、將反應區的熱量迅速傳遞給冷卻液，雙極板應具有較高的導熱系數;

　　4、考慮到結構強度、振動(dòng)、功率密度及低溫啟動(dòng)，雙極板材料的強度、密度、熱容也滿(mǎn)足產(chǎn)品性能要求。

　　金屬材料導電率和電導率高，阻氣率和材料強度高，適合制作更薄的極板，但材料易腐蝕，需要專(zhuān)用的鍍膜技術(shù)。 石墨極板相對厚度較大，但材料穩定，在耐久性方面有一定的優(yōu)勢：

　　1、滿(mǎn)足活性面積要求

　　雙極板的設計首先要考慮滿(mǎn)足反應堆功率的活性面積要求。 如下圖左側紅框發(fā)電區域所示，活性面積區域的選擇與反應堆均勻配氣區域和均勻溫度分布區域的位置密切相關(guān)，否則會(huì )影響反應堆的耐久性。 目前，燃料電池的電力需求不斷增大，對膜電極活性面積的要求越來(lái)越大。 在加大面積的同時(shí)，考慮沖壓和沖壓等技術(shù)能否滿(mǎn)足大面積極板的加工要求。

　　2、考慮各方面的公差

　　設計中還應充分考慮雙極板、膜電極和密封線(xiàn)的尺寸公差、形位公差以及裝配過(guò)程中的配合公差，合理的公差設計才能保證產(chǎn)品的可靠性、一致性和耐久性。 下圖表示雙極板、密封線(xiàn)和膜電極的配合截面，該配合區域的合理設計對組裝性能、干濕耐久性及活性區域占有率有重要影響。

　　3、材料屬性和成型工藝

　　雙極板的設計過(guò)程應充分考慮材料特性和成型工藝。 石墨極板的強度與金屬板相比強度低，氣體透過(guò)率高，所以極板的厚度需要安全裕量。 目前，普通石墨板薄的地方至少還留有0.3mm的厚度，模板材料厚度再薄一點(diǎn)。

      4、配管口和結構強度設計

　　極板配氣入口設計時(shí)，金屬板有以下兩種方式：

　　陰極和陽(yáng)極板之間需要供氣隔板，結構比較復雜，豐田金屬板熱壓膠內部有隔離氣體的隔板結構; 另一種方式是鋸齒型配氣結構，增加密封區域的寬度，但整體結構簡(jiǎn)單。

　　核反應堆的很大出力需要相應的配氣口設計、結構強度設計，配氣口面積會(huì )影響電池組裝數量的上限。 極板結構設計在設計階段應考慮反應堆組裝后各方向的強度，以及燃氣流向、反應堆放置方向、工藝孔位、巡檢取電、電板取電等因素。 不同廠(chǎng)家的金屬雙極板，既有三路介質(zhì)進(jìn)出口在同一側的設計，也有針對其他需求而不同的設計方案。

       5、流場(chǎng)介質(zhì)均勻分配

　　在流場(chǎng)設計中，氣路、氫氣路和水路的設計要保障介質(zhì)的均勻分配，合理的壓降設計要保障不同單體池之間的均勻分配，特別是氫氣和空氣側要減少液態(tài)水的影響，流路設計中要考慮合適的發(fā)動(dòng)機系統和相應的工作條件。