[發明專利]被動式自呼吸直接甲醇燃料電池的串聯電池組

無效

• 申請號: 200710072231.3
• 申請日: 2007-05-21
• 公開（公告）號: CN101071880A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 劉曉為;張宇峰;張鵬;張博;索春光
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 祖玉清

一、技術領域

本發明涉及的領域是燃料電池，具體地說是一種被動式自呼吸直接甲醇燃料電池的串聯電池組結構設計。

二、背景技術

直接甲醇燃料電池(DMFC)作為一種微型便攜式能源，有其內在的優勢。較高的比能量和能量轉化效率是人們感興趣的主要原因。同時固定的外部結構和可隨時填充的液體燃料，也為用戶提供了便利條件。它結構簡單，響應時間短，操作也很方便。相對于主動式直接甲醇燃料電池，被動式自呼吸直接甲醇燃料電池接觸面積大，反應完全，進液不需要外加動力源，只需要有甲醇儲液腔，陰極反應所需要的氧氣來源于空氣，也就是陰極不需要通入純氧，只需要在陰極極板上留有與空氣相通的氣體通道就可以了。

韓國的三星公司也制作了被動式直接甲醇燃料電池組，其結構為每節單電池在水平方向上依次排列，然后分別將相鄰兩節單電池的陰極和陽極相連，達到各單電池串聯的目的，但這種結構所占的平面面積大，不適用于節數較多時的電池串聯。

三、發明內容

本發明的目的在于提供一種可以采用非硅微機械加工(MEMS)工藝加工的并行進液方式的層疊型被動式自呼吸直接甲醇燃料電池串聯電池組。

本發明的目的是這樣實現的：它包括電池陽極、電池陰極，電池陽極安裝在有機玻璃上，安裝電池陽極的有機玻璃的四角有四個螺絲孔、在對邊的兩個螺絲孔的中間有兩個分流管的插孔、中間為一個打通的作為甲醇儲液腔的正方形、還有兩個由分流管進入甲醇儲液腔的通孔；電池陰極安裝在有機玻璃上，安裝電池陰極的有機玻璃的四角有四個螺絲孔、對邊的兩個螺絲孔的中間有兩個分流管的插孔、中間有一個作為氣體儲存腔的正方形孔，在安裝電池陰極的有機玻璃的四周還有能讓氣體儲存腔與外部相通的進氣孔；每節單池陰陽極板之間放置有膜電極；相鄰兩節單電池陽極共用一個甲醇儲液腔，相鄰兩節單電池陰極共用一個氣體儲存腔，需要串聯連接的電池陰陽極板為不銹鋼網，不銹鋼網一側作為一個電池的陽極極板、另一側作為與之相鄰電池的陰極極板，在陽極不銹鋼網與帶甲醇儲液腔的有機玻璃中間設置有墊片；四個螺絲孔中穿有緊固螺釘，在分流管的插孔中穿有分流導管，整個電池組用四個螺絲擰緊固定。

本發明還可以包括這樣一些結構特征：

1、所述的膜電極是MEA膜。

2、所述的不銹鋼網的寬度比膜電極的寬度略小。

本發明的優點在于：此設計結構新穎，安裝簡單，反應物甲醇與陽極接觸面積大，反應完全，相鄰電池陰陽極分別共用儲氣儲液腔的結構，縮小了相同節數下串聯電池組的體積，層疊式的組裝設計，使得本電池組所占的平面面積小，當節數較多的電池串聯時本結構仍然適用。

四、附圖說明

圖1是與陽極相連的有機玻璃示意圖；

圖2是與陰極相連的有機玻璃示意圖；

圖3是MEA膜示意圖；

圖4是墊片示意圖；

圖5是不銹鋼網示意圖；

圖6是分流管示意圖；

圖7是本發明的結構示意圖。

五、具體實施方式

下面結合附圖舉例對本實用新型作更詳細的描述：

結合圖7，被動式自呼吸直接甲醇燃料電池的串聯電池組的組成包括電池陽極1、電池陰極2；同時結合圖1，電池陽極安裝在有機玻璃3上，安裝電池陽極的有機玻璃的四角有四個螺絲孔4、在對邊的兩個螺絲孔的中間有兩個分流管的插孔5、中間為一個打通的作為甲醇儲液腔的正方形6、還有兩個由分流管進入甲醇儲液腔的通孔7；同時結合圖2，電池陰極安裝在有機玻璃8上，安裝電池陰極的有機玻璃的四角有四個螺絲孔9、對邊的兩個螺絲孔的中間有兩個分流管的插孔10、中間有一個作為氣體儲存腔的正方形孔11，在安裝電池陰極的有機玻璃的四周還有能讓氣體儲存腔與外部相通的進氣孔12；每節單池陰陽極板之間放置有膜電極13；相鄰兩節單電池陽極共用一個甲醇儲液腔，相鄰兩節單電池陰極共用一個氣體儲存腔，需要串聯連接的電池陰陽極板為不銹鋼網，不銹鋼網一側作為一個電池的陽極極板、另一側作為與之相鄰電池的陰極極板，在陽極不銹鋼網與帶甲醇儲液腔的有機玻璃中間設置有墊片14；四個螺絲孔中穿有緊固螺釘15，在分流管的插孔中穿有分流導管16，整個電池組用四個螺絲擰緊固定。所述的膜電極是MEA膜。所述的不銹鋼網的寬度比膜電極的寬度略小。

本發明的產品是采用這樣的方法來制作的：結合圖1，在與陽極相連的有機玻璃的四角打四個螺絲孔，在有機玻璃對邊的兩個螺絲孔的中間打兩個分流管的插孔，中間打通一個正方形，作為甲醇的儲液腔，再打兩個由分流管進入甲醇儲液腔的通孔。結合圖2與陰極相連的有機玻璃，在它的四角也打四個螺絲孔，在有機玻璃對邊的兩個螺絲孔的中間打兩個分流管的插孔，中間打一個正方形孔，作為氣體儲存腔，所有上述開孔的位置與圖1所示有機玻璃開孔位置相同，并且在四周還打有能讓氣體儲存腔與外部相通的進氣孔。結合圖3，MEA膜的大小比氣液儲存腔的開孔大小略大。圖4是墊片，它中間開孔并與陰陽極氣液儲存腔的開孔大小一致。圖5是不銹鋼網，它的寬度比膜的寬度略小，避免陰陽極板相連。圖6是分流管，它的開孔是在電池組裝完畢后再與進液孔對準進行打孔。對串聯電池組進行組裝，組裝完畢后即為被動式自呼吸直接甲醇燃料電池的串聯電池組。