一种用于燃料电池堆的堆叠单元以及燃料电池堆

摘要

本发明提供一种用于燃料电池堆的堆叠单元以及燃料电池堆，所述堆叠单元包括第一端部金属极板，堆叠部件和第二端部金属极板；所述第一端部金属极板，堆叠部件和第二端部金属极板依次连接；所述堆叠部件包括堆叠金属双极板，所述第一端部金属极板和所述第二端部金属极板的厚度分别大于所述堆叠金属双极板的厚度。解决因现有金属双极板基材较薄，一般在加工成型后会出现不同程度的翘曲，使得在电池堆组装当中，可能造成误差累积，影响电池堆的性能，尤其影响电池堆的密封性能的问题。

权利要求

1.一种用于燃料电池堆的堆叠单元，其特征在于，所述堆叠单元包括第一端部金属极板，堆叠部件和第二端部金属极板；所述第一端部金属极板，堆叠部件和第二端部金属极板依次连接；

所述堆叠部件包括堆叠金属双极板，所述第一端部金属极板和所述第二端部金属极板的厚度分别大于所述堆叠金属双极板的厚度；

所述第一端部金属极板、堆叠部件和第二端部金属极板在对应位置分别开设通孔，采用连接件将所述通孔连接；

所述连接件包括连接杆和连接筒；

所述连接杆的端部设置圆台状凸起，所述圆台状凸起的上底面的直径和圆台状凸起的下底面的直径分别大于所述连接杆的直径；所述下底面的直径大于所述上底面的直径；所述下底面与所述连接杆的端部连接；

所述连接筒的筒壁间隔设置多个环状凸缘，所述环状凸缘的顶部为平面，所述环状凸缘的底端为斜面；

将所述连接筒伸入所述通孔内，然后把所述连接杆的凸起端伸入所述连接筒内，使得所述凸起的下底面与所述凸缘的顶部接触，实现所述连接件将所述通孔连接。

2.根据权利要求1所述的堆叠单元，其特征在于，所述堆叠部件包括依次循环堆放的膜电极和所述堆叠金属双极板，所述第一端部金属极板和第二端部金属极板分别与所述膜电极接触。

3.根据权利要求1所述的堆叠单元，其特征在于，所述堆叠部件包括依次循环堆放的密封材料、膜电极、密封材料和所述堆叠金属双极板；

所述第一端部金属极板和第二端部金属极板分别与所述密封材料接触。

4.根据权利要求1所述的堆叠单元，其特征在于，所述堆叠金属双极板包括第一堆叠金属单极板和第二堆叠金属单极板；

所述第一堆叠金属单极板和第二堆叠金属单极板对称设置，且固定连接。

5.根据权利要求4所述的堆叠单元，其特征在于，所述第一堆叠金属 单极板和所述第二堆叠 金属单极板上分别设置气体流通区域；

所述第一金属堆叠单极板和所述第二金属单极板之间形成冷却液流动区域。

6.根据权利要求1所述的堆叠单元，其特征在于，所述第一端部金属极板与所述堆叠部件接触一侧设置气体流通通道，所述第一端部金属极板与所述堆叠部件接触一侧的对应侧设置冷却流道；

所述第二端部金属极板与所述堆叠部件接触一侧设置气体流通通道。

7.一种燃料电池堆，其特征在于，包括电堆组件和卡接组件，所述卡接组件内卡接所述电堆组件；

所述电堆组件包括多个堆叠单元，所述堆叠单元采用如权利要求1所述的堆叠单元。

8.根据权利要求7所述的燃料电池堆，其特征在于，所述卡接组件包括第一压板，第二压板、螺栓和螺母；

所述第一压板和第二压板之间放置所述电堆组件，所述第一压板和第二压板在对应位置分别开设通孔，所述螺栓穿过所述通孔与螺母连接，实现卡接所述电堆组件。

9.根据权利要求8所述的燃料电池堆，其特征在于，还包括绝缘板，所述绝缘板包括第一绝缘板和第二绝缘板；

所述第一绝缘板放置在所述第一压板和所述电堆组件之间；所述第二绝缘板放置在所述第二压板和所述电堆组件之间。

10.根据权利要求9所述的燃料电池堆，其特征在于，所述第一压板为绝缘板，所述第二压板为绝缘板。

说明书

一种用于燃料电池堆的堆叠单元以及燃料电池堆

技术领域

[0001] 本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种用于燃料电池堆的堆叠单元以及燃料电池堆。

背景技术

[0002] 质子交换膜燃料电池是诸多燃料电池技术当中，最有商业化前景的燃料电池技术之一。双极板是燃料电池核心部件之一。从材料上看，常见的双极板有三种类别。第一类是石墨双极板，使用材质较硬的石墨材料，一般使用精雕机雕刻出双极板上的流场和密封结构，第二类是利用碳粉和树脂材料混合形成的复合双极板，一般通过模压成型，第三类是金属双极板，这类双极板材料成本更低，通过模具加工，可以实现大批量工业化生产。

[0003] 金属双极板材料厚度一般只有石墨双极板的十分之一，可以大幅提升燃料电池的功率密度。而且在防摔抗震方面，有较大的优势。专利US20180219233A1报道了一种金属双极板和电堆结构。金属双极板利用凸棱代替传统的橡胶密封件，从而起到降低成本的作用。

[0004] 由于金属双极板基材较薄，一般在加工成型后会出现不同程度的翘曲，使得在电池堆组装当中，可能造成误差累积，影响电池堆的性能，尤其影响电池堆的密封性能。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于燃料电池堆的堆叠单元以及燃料电池堆，解决因现有金属双极板基材较薄，一般在加工成型后会出现不同程度的翘曲，使得在电池堆组装当中，可能造成误差累积，影响电池堆的性能，尤其影响电池堆的密封性能的问题。

[0006] 本发明通过如下技术方案实现：

[0007] 本发明的一种用于燃料电池堆的堆叠单元，所述堆叠单元包括第一端部金属极板，堆叠部件和第二端部金属极板；所述第一端部金属极板，堆叠部件和第二端部金属极板依次连接；

[0008] 所述堆叠部件包括堆叠金属双极板，所述第一端部金属极板和所述第二端部金属极板的厚度分别大于所述堆叠金属双极板的厚度。

[0009] 进一步的，所述堆叠部件包括依次循环堆放的膜电极和所述堆叠金属双极板，所述第一端部金属极板和第二端部金属极板分别与所述膜电极接触。

[0010] 进一步的，所述堆叠部件包括依次循环堆放的密封材料、膜电极、密封材料和所述堆叠金属双极板；

[0011] 所述第一端部金属极板和第二端部金属极板分别与所述密封材料接触。

[0012] 进一步的，所述堆叠金属双极板包括第一堆叠金属单极板和第二堆叠金属单极板；

[0013] 所述第一堆叠金属单极板和第二堆叠金属单极板对称设置，且固定连接。

[0014] 进一步的，所述第一金属堆叠单极板和所述第二金属单极板上分别设置气体流通区域；

[0015] 所述第一金属堆叠单极板和所述第二金属单极板之间形成冷却液流动区域。

[0016] 进一步的，所述第一端部金属极板与所述堆叠部件接触一侧设置气体流通通道，所述第一端部金属极板与所述堆叠部件接触一侧的对应侧设置冷却流道；

[0017] 所述第二端部金属极板与所述堆叠部件接触一侧设置气体流通通道。

[0018] 进一步的，所述第一端部金属极板、堆叠部件和第二端部金属极板在对应位置分别开设通孔，采用连接件将所述通孔连接。

[0019] 进一步的，所述连接件包括连接杆和连接筒；

[0020] 所述连接杆的端部设置圆台状凸起，所述圆台状凸起的上底面的直径和圆台状凸起的下底面的直径分别大于所述连接杆的直径；所述下底面的直径大于所述上底面的直径；所述下底面与所述连接杆的端部连接；

[0021] 所述连接筒的筒壁间隔设置多个环状凸缘，所述环状凸缘的顶部为平面，所述环状凸缘的底端为斜面；

[0022] 将所述连接筒伸入所述通孔内，然后把所述连接杆的凸起端伸入所述连接筒内，使得所述凸起的下底面与所述凸缘的顶部接触，实现所述连接件将所述通孔连接。

[0023] 本发明还提供一种燃料电池堆，包括电堆组件和卡接组件，所述卡接组件内卡接所述电堆组件；

[0024] 所述电堆组件包括多个堆叠单元，所述堆叠单元采用上述的堆叠单元。

[0025] 进一步的，所述卡接组件包括第一压板，第二压板、螺栓和螺母；

[0026] 所述第一压板和第二压板之间放置所述电堆组件，所述第一压板和第二压板在对应位置分别开设通孔，所述螺栓穿过所述通孔与螺母连接，实现卡接所述电堆组件。

[0027] 进一步的，还包括绝缘板，所述绝缘板包括第一绝缘板和第二绝缘板；

[0028] 所述第一绝缘板放置在所述第一压板和所述电堆组件之间；所述第二绝缘板放置在所述第二压板和所述电堆组件之间。

[0029] 进一步的，所述第一压板为绝缘板，所述第二压板为绝缘板。

[0030] 和最接近的现有技术比，本发明的技术方案具备如下有益效果：

[0031] 本发明提供用于燃料电池堆的堆叠单元，包括第一端部金属极板，堆叠部件和第二端部金属极板，堆叠部件包括堆叠金属双极板，第一端部金属极板和第二端部金属极板的厚度分别大于堆叠金属双极板的厚度，可以降低现有金属双极板堆叠产生的误差积累，应用于燃料电池堆上，尤其用于活性面积较大且金属双极板片数较多的大功率燃料电池堆中，在不增加电池堆整体的情况下，不会对电池堆的性能，尤其是密封性能有影响，提高电池堆的一致性，可以降低极板与集流体之间的电阻，便于模块化进行水热管理，并且还可以阻断金属极板内部应力变形的传递。

[0032] 本发明提供的燃料电池堆，采用多个堆叠单元组成电堆组件，便于组装、维护、维修。

附图说明

[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0034] 图1为本发明的电池堆的结构示意图；

[0035] 图2为单个堆叠单元的结构示意图；

[0036] 图3为图2的局部放大图；

[0037] 图4为图2的堆叠单元的组件进行连接的放大图；

[0038] 图5为本发明的堆叠金属双极板的结构示意图；

[0039] 图6为图5沿A‑A的局部剖视放大图；

[0040] 图7为本发明的第一端部金属极板的一侧结构示意图；

[0041] 图8为本发明的第一端部金属极板的另一侧结构示意图；

[0042] 图9为本发明的第二端部金属极板的一侧结构示意图；

[0043] 图10为本发明的第二端部金属极板的另一侧结构示意图；

[0044] 图11为本发明的连接件的示意图；

[0045] 图12为图11的剖面图；

[0046] 图13为图12的局部放大图；

[0047] 其中，1‑电堆组件，2‑第一绝缘板，3‑第二绝缘板，4‑第一压板，5‑第二压板，6‑第一螺栓，7‑第二螺栓，8‑第一螺母，9‑第二螺母，10‑第一集流体，11‑第二集流体，12‑阳极气体进口，13‑阴极气体进口，14‑冷却液进口，15‑堆叠单元，16‑第一端部金属极板，17‑1‑堆叠金属双极板，17‑1‑1‑第一堆叠金属单极板，17‑1‑2‑第二堆叠金属单极板，17‑2‑膜电极，17‑3‑密封材料，18‑第二端部金属极板，19‑定位槽，20‑气体流通通道，21‑冷却流道，22‑第一通孔，23‑第三通孔，24‑连接杆，25‑连接筒，26‑圆台状凸起，27‑环状凸缘，28‑第一凸槽，
29‑第二凸槽，30‑冷却液流动区域，31‑气体流通区域。

具体实施方式

[0048] 下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0049] 如图1所示，本实施例提供一种燃料电池堆，包括电堆组件1，绝缘板和卡接组件，绝缘板包括第一绝缘板2和第二绝缘板3；

[0050] 卡接组件内卡接第一绝缘板2，电堆组件1和第二绝缘板3；

[0051] 卡接组件包括压板，螺栓和螺母，压板包括第一压板4和第二压板5；第一压板4和第二压板5之间依次放置第一绝缘板2、电堆组件1和第二绝缘板3，采用螺栓和螺母将第一压板4和第二压板5进行连接，从而实现对第一绝缘板2、电堆组件1和第二绝缘板3的卡接；具体的，第一压板4和第二压板5上开设通孔(图中未示出)，螺栓穿过通孔与螺母连接，从而实现对第一绝缘板2、电堆组件1和第二绝缘板3的卡接，进而保证电堆内结构稳定；

[0052] 螺栓、螺母的数量，本领域技术人员可以根据需要设定，为了对应与螺栓连接，第一压板4和第二压板5上开设通孔的位置以及数量，本领域技术人员也可以根据需要设定，图中示意的是，螺栓包括第一螺栓6和第二螺栓7，螺母包括第一螺母8和第二螺母9，第一压板4的顶部和底部开设通孔，第二压板5的顶部和底部开设通孔，第一螺栓6依次贯穿第一压板4顶部的通孔以及第二压板5顶部的通孔，与第一螺母8连接，第二螺栓7依次贯穿第一压板4底部的通孔以及第二压板5底部的通孔，与第二螺母9连接。

[0053] 当然，上述对第一压板4和第二压板5进行连接的部件包括但不限于螺栓螺母组合，本领域技术人员可以根据实际需要选择其他部件，只要实现对第一压板4和第二压板5的连接即可。

[0054] 其中，若电堆组件1的两侧端板采用绝缘材料，则可以作为绝缘板使用，从而可以省略设置上述绝缘板。

[0055] 上述电池堆还包括集流体，集流体上设置外接电路，集流体包括第一集流体10和第二集流体11，第一集流体10和第二集流体11分别与电池堆的正极和负极直接接触，在卡接组件的压力作用下，实现导电功能。

[0056] 上述电池堆上设置阴极腔室，阳极腔室和冷却腔室，阴极腔室用于空气(或氧气)流通，阳极腔室用于氢气流通，冷却腔室用于冷却液流通；

[0057] 阴极腔室由阴极气体进口13、阴极气体流通腔室和阴极气体出口构成，阴极气体进口13和阴极气体出口设置在压板上，阴极气体流通腔室设置在电堆组件上，阴极气体流通腔室的入口端与阴极气体进口13连通，阴极气体流通腔室的出口端与阴极气体出口连通；

[0058] 阳极腔室由阳极气体进口12，阳极气体流通腔室和阳极气体出口构成，阳极气体进口12和阳极气体出口设置在压板上，阳极气体流通腔室设置在电堆组件上，阳极气体流通腔室的入口端与阳极气体进口12连通，阳极气体流通腔室的出口端与阳极气体出口连通；

[0059] 冷却腔室由冷却液进口14，冷却液流通腔室和冷却液出口构成，冷却液进口14和冷却液出口设置在压板上，冷却液流通腔室设置在电堆组件上，冷却液流通腔室的入口端与冷却液进口14连通，冷却液流通腔室的出口端与冷却液出口连通；

[0060] 图中示意的是阳极气体进口、阳极气体出口、阴极气体进口、阴极气体出口、冷却液进口以及冷却液出口设置在第一压板4上的情形，由于图1中显示的是第一压板4侧面的情形，所以只能看到阳极气体进口12、阴极气体进口13和冷却液进口14，具体为，位于第一压板4上方的是阴极气体进口13，位于第一压板中间的是冷却液进口14，位于第一压板4下方的是阳极气体进口12。

[0061] 当然，上述阳极气体进口、阳极气体出口、阴极气体进口、阴极气体出口、冷却液进口以及冷却液出口也可以单独设置在第二压板5上，还可以部分设置在第一压板4上，部分设置在第二压板5上，本领域技术人员可以根据实际需要设定。

[0062] 上述电堆组件包括多个堆叠单元15，图2所示为本实施例单个堆叠单元的结构示意图，图3为图2的局部放大图；

[0063] 如图所示，堆叠单元15包括第一端部金属极板16，堆叠部件和第二端部金属极板18；第一端部金属极板16，堆叠部件和第二端部金属极板18依次连接；堆叠部件包括堆叠金属双极板17‑1，第一端部金属极板16的厚度大于堆叠金属双极板17‑1的厚度，第二端部金属极板18的厚度大于堆叠金属双极板17‑1的厚度；具体的，第一端部金属极板16以及第二端部金属极板18的基材厚度为0.3至5mm，优选2mm，堆叠金属双极板17‑1的基材厚度为0.05至0.3mm，优选0.1mm。

[0064] 第一端部金属极板16，堆叠部件和第二端部金属极板18的两侧开设定位槽19，如图4所示，图中示意定位槽19的数目为4个，每侧分别设置两个。

[0065] 第一端部金属极板16以及第二端部金属极板18可以使用铝、不锈钢、钛、石墨、复合材料等金属或非金属材料制造，优选高硬度石墨材料。加工工艺可为模具冲压、模具液压、模具注射、粉末冶金、机加工、精雕、压力铸造等，优选雕刻工艺；

[0066] 其中，第一端部金属极板16与第二端部金属极板18的构造设计可以相同，也可以不同，图中示意的是第一端部金属极板16和第二端部金属极板18的构造设计有区别的情况，如图7‑8所示为第一端部金属极板两侧的结构示意图，图中显示第一端部金属极板16与堆叠部件接触一侧设置气体流通通道20，第一端部金属极板16与堆叠部件接触一侧的对应侧设置冷却流道21；

[0067] 如图9‑10为第二端部金属基板两侧的结构示意图，图中显示第二端部金属极板18与堆叠部件接触一侧设置气体流通通道20，第二端部金属极板18与堆叠部件接触一侧没有设置冷却通道21；

[0068] 第一端部金属极板16外部轮廓为矩形，分别对应于上面第一压板的阳极气体进口12、阳极气体出口、阴极气体进口13、阴极气体出口、冷却液进口14以及冷却液出口的位置，第一端部金属极板16上设置有6个第一通孔22，具体为，第一端部金属极板16的左侧设置3个第一通孔22，第一端部金属极板16的右侧设置3个第一通孔22，第二端部金属极板18的外形轮廓，第一通孔22的数量以及设定位置与第一端部金属极板16相同，不再赘述；

[0069] 第一端部金属极板16，堆叠部件和第二端部金属极板18依次连接具体包括：如图4所示，第一端部金属极板16、堆叠部件和第二端部金属极板18在对应位置分别开设第二通孔23，采用连接件将第二通孔23连接；图中示意，第一端部金属极板16，第二端部金属极板18以及堆叠部件1在板面边角位置开设第二通孔23，然后通过连接件将第二通孔23连接；

[0070] 图11为连接件的主视图，图12为图11的剖面图，图13为图12的局部放大图，，如图所示，连接件包括连接杆24和连接筒25；连接杆24的端部设置圆台状凸起26，圆台状凸起26的上底面的直径大于连接杆24的直径，圆台状凸起26的下底面的直径大于连接杆24的直径；圆台状凸起26的下底面的直径大于圆台状凸起26的上底面的直径；圆台状凸起26的下底面与连接杆24的端部连接；

[0071] 连接筒25的筒壁间隔设置多个环状凸缘27，优选的，连接筒25的筒壁等间隔设置多个环状凸缘27，连接筒25的筒壁设置环状凸缘27的位置本领域技术人员可以根据实际需要设定，图中示意的是连接筒25的部分筒壁(筒壁下方)间隔设置多个环状凸缘27；

[0072] 环状凸缘27的顶部为平面，环状凸缘27的底部为斜面，连接筒25的筒壁在相邻环状凸缘27之间的间隔位置的筒内径大于连接杆24的圆台状凸起26的下底面的直径；

[0073] 采用连接件将第一端部金属极板16，堆叠部件和第二端部金属极板18依次连接的过程如下：

[0074] 1、将第一端部金属极板16，堆叠部件和第二端部金属极板18依次堆放好；

[0075] 2、将第一端部金属极板16、堆叠部件和第二端部金属极板18的第二通孔23位置对应好；

[0076] 3、将连接筒25从第二端部金属极板18一侧伸入第二通孔23内，把连接杆24的圆台状凸起26从第一端部金属极板16一侧伸入第二通孔23内，进而伸入连接筒25内，使得圆台状凸起26的下底面与环状凸缘27的顶部接触，即圆台状凸起26的下底面卡在环状凸缘27的顶部，实现连接件将第二通孔23连接，需要说明的是，由于连接筒25内的环状凸缘27的顶部为平面，环状凸缘27的底部为斜面，所以连接杆24的圆台状凸起26可以一直向连接筒25内部伸入，但连接杆24不能伸出连接筒22。

[0077] 进一步的，将第一端部金属极板16和第二端部金属极板18的第二通孔23开设倒角，采用上述连接件将第一端部金属极板16，堆叠部件和第二端部金属极板18连接形成堆叠单元15的过程中，连接筒25和连接杆24与空气接触一端分别卡在第一端部金属极板16和第二端部金属极板18的第二通孔23的倒角位置，连接筒25和连接杆24与空气接触一端不会高于第一端部金属极板16和第二端部金属极板18的表面，因此在电池堆卡紧过程中，不会形成干涉，进而不会影响电池堆的内阻和密封。

[0078] 上述堆叠部件的组成可以采用如下两种方案：

[0079] 第一种方案，针对堆叠部件不需要密封材料的情况，如直接在双极板上冲压密封结构，或使用丝网印刷、转印、镶嵌注塑等方式，将密封结构直接在双极板或膜电极上实现，或采取整体注塑/胶/树脂封装的方式：

[0080] 堆叠部件包括膜电极17‑2和上述堆叠金属双极板17‑1，膜电极17‑2和堆叠金属双极板17‑1依次循环堆放，即膜电极17‑2、堆叠金属双极板17‑1、膜电极17‑2、堆叠金属双极板17‑1、膜电极17‑2、堆叠金属双极板17‑1....等如此依次循环堆放，但需要满足堆叠部件与第一端部金属极板16接触一侧是膜电极17‑2与第一端部金属极板16接触，堆叠部件与第二端部金属极板18接触一侧是膜电极17‑2与第二端部金属极板18接触。

[0081] 第二种方案，针对堆叠部件需要密封材料的情况，如图3所示：

[0082] 堆叠部件包括膜电极17‑2、密封材料17‑3和堆叠金属双极板17‑1，密封材17‑3料、膜电极17‑2、密封材料17‑3和堆叠金属双极板17‑1之间依次循环堆放，即密封材料17‑3、膜电极17‑2、密封材料17‑3、堆叠金属双极板17‑1、密封材料17‑3、膜电极17‑2、密封材料17‑3、堆叠金属双极板17‑1....等依次循环堆放，但需要满足堆叠部件与第一端部金属极板16接触一侧是密封材料17‑3与第一端部金属极板16接触，堆叠部件与第二端部金属极板18接触一侧是密封材料17‑3与第二端部金属极板18接触。

[0083] 具体的，堆叠金属双极板17‑1可以使用铝、不锈钢、钛及其他金属材质制造。优选不锈钢材料。加工工艺可为模具冲压、模具液压、模具注射、粉末冶金等，优选冲压工艺；

[0084] 如图5所示，堆叠金属双极板17‑1上，对应于上述第一端部金属极板16或第二端部金属极板18的第一通孔22位置设置6个第一通孔22，因此，在将第一端部金属极板16，堆叠部件和第二端部金属极板18依次连接后，第一端部金属极板16，堆叠金属双极板17‑1和第二端部金属极板18上在对应位置开设的第一通孔22分别形成电池堆的阳极气体流通腔室、阴极气体流通腔室和冷却液流通腔室。

[0085] 如图6所示，堆叠金属双极板17‑1包括第一堆叠金属单极板75‑1‑1和第二堆叠金属单极板17‑1‑2，第一堆叠金属单极板17‑1‑1和第二堆叠金属单极板17‑1‑2对称设置，且固定连接；

[0086] 具体的，第一堆叠金属单极板17‑1‑1的右侧板面从上到下等间距设置多个第一凸槽28，对应的，第二堆叠金属单极板17‑1‑2的左侧板面从上到下等间距设置多个第二凸槽29，两者凸槽间距以及凸槽形状对应相同，将第一堆叠金属单极板17‑1‑1和第二堆叠金属单极板17‑1‑2的凸槽端进行对应接触，即第一堆叠金属单极板17‑1‑1的第一凸槽28开口端与第二堆叠金属单极板17‑1‑2的第二凸槽28开口端对应位置接触，第一堆叠金属单极板
17‑1‑1的第一凸槽28底端与第二堆叠金属单极板17‑1‑2的第二凸槽28底端对应位置接触，并在接触位置进行焊接或粘结，从而实现第一堆叠金属单极板17‑1‑1和第二堆叠金属单极板17‑1‑2的固定连接，实现第一堆叠金属单极板17‑1‑1和第二堆叠金属单极板17‑1‑2的对称设置，并且在第一堆叠金属单极板17‑1‑1的第一凸槽28开口端与第二堆叠金属单极板
17‑1‑2的第二凸槽28开口端对应位置：第一凸槽28开口端和第二凸槽29开口端形成密封腔室，密封腔室作为冷却液流动区域30，在第一堆叠金属单极板17‑1‑1的第一凸槽28底端与第二堆叠金属单极板17‑1‑2的第二凸槽28底端对应位置：第一堆叠金属单极板17‑1‑1的第一凸槽28开口端可以作为氢气、空气(氧气)等气体的气体流通区域31，第二堆叠金属单极板17‑1‑2的第二凸槽29开口端可以作为氢气、空气(氧气)等气体的气体流通区域31。

[0087] 需要说明的是，上述堆叠单元15不仅适用于燃料电池堆，其他类似结构的电化学池，如电解槽、液流电池、金属空气电池等，均可使用上述堆叠单元15。

[0088] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。