双极板组件及电解制氢设备的制作方法

本发明涉及电解制氢，尤其涉及一种双极板组件及电解制氢设备。

背景技术：

1、随着社会的快速发展，能源和环保两大问题日益凸显，找到可代替传统化石能源的绿色能源是解决两大问题的首要任务。在现有的绿色能源中，氢能凭借丰富的储量和干净的产物，成为替代化石能源最有效的途径之一。

2、碱性电解水制氢是常用的制氢手段，其采用碱性电解水制氢设备进行制备，碱性电解水制氢设备主要包括电解槽和辅助系统。其中电解槽由双极板组件和隔膜等零部件组装而成。在电解槽内装填koh或naoh溶液作为电解质，隔膜将电解槽分为阴、阳两室。在一定温度下给电极通电，阴极和阳极分别产生气体。

3、相关技术中，如图1所示，双极板组件包极框、位于极框两侧的阳极盘和阴极盘，在阳极盘上焊接有阳极筋板，阳极网设置在阳极筋板；在阴极盘上焊接有阴极筋板，阴极网设置在阴极筋板上，采用极框与阳极盘和阴极盘拼接的方式组成的双极板组件，结构整体厚度大，导致电解槽升温慢，转换效率较低；另外，阳极盘和阴极盘焊接过程中存在电镀死角，致使双极板组件的整体结构需要采用纯镍材质制成，制造成本较高。

技术实现思路

1、本发明的第一方面提供一种双极板组件，用以解决现有技术中上述技术缺陷，阴极组件和阳极组件可直接焊接固定在极盘上，可省去筋板的设置，能够简化结构，提高能源转换效率，降低制造成本。

2、本发明的第二方面提供一种电解制氢设备。

3、本发明的第一方面提供一种双极板组件，包括：

4、框体组件，包括框本体和极盘，所述极盘固定连接于所述框本体，所述极盘的两侧分别构造有流道，所述框本体上设有与相应流道连通的阴极进液口和阴极出气口，所述框本体上设有与相应流道连通的阳极进液口和阳极出气口；

5、阴极组件，设于所述极盘的一侧，所述阴极组件与所述极盘限制出阴极腔室和阴极分液流道，所述阴极腔室与所述阴极进液口连通，所述阴极分液流道与所述阴极出气口连通；

6、阳极组件，设于所述极盘的另一侧，所述阳极组件与所述极盘限制出阳极腔室和阳极分液流道，所述阳极腔室与所述阳极进液口，所述阳极分液流道与所述阳极出气口连通。

7、根据本发明提供的双极板组件，所述极盘上间隔设有凸起和凹槽中的至少一种，所述流道由相应侧的所述凹槽限制形成；

8、所述阴极组件和所述阳极组件均抵接于相应侧的所述凸起。

9、根据本发明提供的双极板组件，所述阴极组件包括阴极网和阴极盖板，所述阴极网与所述极盘限制出所述阴极腔室；所述阴极盖板与所述极盘限制出所述阴极分液流道；

10、和/或，

11、所述阳极组件包括阳极网和阳极盖板，所述阳极网与所述极盘限制出所述阳极腔室；所述阳极盖板与所述极盘限制出所述阳极分液流道。

12、根据本发明提供的双极板组件，所述框本体内设置有加强件和分隔板，所述加强件将所述框本体所限制的区域分隔为电解区和分离区；

13、所述极盘位于所述电解区；

14、所述分隔板位于所述分离区，所述阴极盖板与所述分隔板限制出所述阴极分液流道，所述阳极盖板和与所述分隔板限制出所述阳极分液流道。

15、根据本发明提供的双极板组件，所述加强件的两侧分别设有第一过流部和第二过流部；

16、所述第一过流部连通所述阴极分液流道和所述阴极腔室；所述第二过流部连通所述阳极分液流道和所述阳极腔室。

17、根据本发明提供的双极板组件，所述分隔板的一端设有第一弯折部，所述第一弯折部与所述阴极盖板之间的间隙大于所述分隔板与所述阴极盖板之间的间隙，所述阴极出气口位于所述第一弯折部所在的位置；

18、和/或，

19、所述分隔板的另一端设有第二弯折部，所述第二弯折部与所述阳极盖板之间的间隙大于所述分隔板与所述阳极盖板之间的间隙，所述阳极出气口位于所述第二弯折部所在的位置。

20、根据本发明提供的双极板组件，所述框本体的内壁设有插接口，所述极盘固定设于所述插接口。

21、根据本发明提供的双极板组件，还包括阴极进液管，所述阴极进液管插设于所述框本体的侧壁，并沿所述框本体的宽度方向设置，所述阴极进液管沿长度方向间隔设有多个所述阴极进液口。

22、根据本发明提供的双极板组件，所述阴极进液管和所述框本体中的任一者上设有第一限位部，所述阴极进液管和所述框本体中的另一者上设有与所述第一限位部相配合进行限位的第一配合部。

23、根据本发明提供的双极板组件，还包括阳极进液管，所述阳极进液管与所述阴极进液管间隔分布，所述阳极进液管沿长度方向间隔设有多个所述阳极进液口。

24、根据本发明提供的双极板组件，所述阳极进液管和所述框本体中的任一者上设有第二限位部，所述阳极进液管和所述框本体中的另一者上设有与所述第二限位部相配合进行限位的第二配合部。

25、根据本发明提供的双极板组件，所述框本体上间隔设有多个用于定位密封件的定位部。

26、本发明的第二方面提供一种电解制氢设备，包括任一项所述的双极板组件。

27、本发明提供的一种双极板组件，通过将极盘固定连接于框本体，并在极盘的两侧分别构造有流道，阴极组件设于极盘的一侧，且与极盘限制出阴极腔室和阴极分液流道，阴极腔室与阴极进液口连通，阴极分液流道与阴极出气口连通；阳极组件设于极盘的另一侧，且与极盘限制出阳极腔室和阳极分液流道，阳极腔室与阳极进液口连通，阳极分液流道与阳极出气口连通。这样设置，阴极组件和阳极组件可直接焊接固定在极盘上，极盘充当筋板以支撑阴极组件和阳极组件，可省去筋板的设置，不仅能够简化结构以及节约材料，而且能够减薄双极板组件的整体厚度，当双极板组件在应用于电解制氢设备时，电解制氢设备升温较快，可提高能源转换效率。

28、另外，由于极盘固定连接于框本体，在装配过程中，极盘可与框本体插接后再焊接，整体装配完成后对双极板组件进行镀镍，以保留双极板组件的耐腐蚀性能，降低制造成本。避免双极板组件焊接过程中存在电镀死角，必须使用纯镍材质使成本居高不下。

29、本发明提供的电解制氢设备，因包括上述的双极板组件，因此具备上述的所有优势。

技术特征：

1.一种双极板组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双极板组件，其特征在于，所述极盘上间隔设有凸起和凹槽中的至少一种，所述流道由相应侧的所述凹槽限制形成；

3.根据权利要求1所述的双极板组件，其特征在于，所述阴极组件包括阴极网和阴极盖板，所述阴极网与所述极盘限制出所述阴极腔室；所述阴极盖板与所述极盘限制出所述阴极分液流道；

4.根据权利要求3所述的双极板组件，其特征在于，所述框本体内设置有加强件和分隔板，所述加强件将所述框本体所限制的区域分隔为电解区和分离区；

5.根据权利要求4所述的双极板组件，其特征在于，所述加强件的两侧分别设有第一过流部和第二过流部；

6.根据权利要求4所述的双极板组件，其特征在于，所述分隔板的一端设有第一弯折部，所述第一弯折部与所述阴极盖板之间的间隙大于所述分隔板与所述阴极盖板之间的间隙，所述阴极出气口位于所述第一弯折部所在的位置；

7.根据权利要求1所述的双极板组件，其特征在于，所述框本体的内壁设有插接口，所述极盘固定设于所述插接口。

8.根据权利要求1至7任一项所述的双极板组件，其特征在于，还包括阴极进液管，所述阴极进液管插设于所述框本体的侧壁，并沿所述框本体的宽度方向设置，所述阴极进液管沿长度方向间隔设有多个所述阴极进液口。

9.根据权利要求8所述的双极板组件，其特征在于，所述阴极进液管和所述框本体中的任一者上设有第一限位部，所述阴极进液管和所述框本体中的另一者上设有与所述第一限位部相配合进行限位的第一配合部。

10.根据权利要求8所述的双极板组件，其特征在于，还包括阳极进液管，所述阳极进液管与所述阴极进液管间隔分布，所述阳极进液管沿长度方向间隔设有多个所述阳极进液口。

11.根据权利要求10所述的双极板组件，其特征在于，所述阳极进液管和所述框本体中的任一者上设有第二限位部，所述阳极进液管和所述框本体中的另一者上设有与所述第二限位部相配合进行限位的第二配合部。

12.根据权利要求1至7任一项所述的双极板组件，其特征在于，所述框本体上间隔设有多个用于定位密封件的定位部。

13.一种电解制氢设备，其特征在于，包括权利要求1至12任一项所述的双极板组件。

技术总结本发明涉及电解制氢技术领域，提供一种双极板组件及电解制氢设备，双极板组件包括框体组件、阴极组件和阳极组件，框体组件包括框本体和极盘，极盘固定连接于框本体，极盘的两侧分别构造有流道；阴极组件设于极盘的一侧，阴极组件与极盘限制出阴极腔室阴极分液流道，阴极腔室与阴极进液口连通，阴极分液流道与阴极出气口连通；阳极组件设于极盘的另一侧。本发明的阴极组件和阳极组件可直接焊接固定在极盘上，极盘充当筋板以支撑阴极组件和阳极组件，可省去筋板的设置，不仅能够简化结构以及节约材料，而且能够减薄双极板组件的整体厚度，当双极板组件在应用于电解制氢设备时，电解制氢设备升温较快，可提高能源转换效率。技术研发人员：张志敏,范向阳受保护的技术使用者：三一氢能有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18