[發明專利]燃料電池層

有效

• 申請號: 201280058723.6
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103959534B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 藤田悟朗;埃林·庫尼;詹姆斯·亞歷山大·薩瓦達
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社;法商BIC公司
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004;H01M8/241;H01M8/0247
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王鐵軍

技術領域

本發明涉及燃料電池。更具體地，本發明涉及平面燃料電池系統。

背景技術

燃料電池是由氫和氧產生電流從而獲得高效發電的裝置。燃料電池的主要特點是其直接發電的能力，其不經歷如常規發電中的熱能或動能階段。這表現出以下優勢，如盡管裝置尺度小，但是發電效率高，減少的氮化合物的排放等，并且由于最小限度的噪音或振動而非常環保。以這種方式，燃料電池能夠有效地利用其燃料中的化學能并且同樣很環保。燃料電池因此被認為是用于二十一世紀的能量轉換系統，并作為能夠用于包括空間應用、汽車、移動裝置、和大、小規模發電在內的多種應用的有前景的發電系統已經獲得關注。為開發實用的燃料電池，進行了認真的技術努力。

發明的公開內容

技術問題

特別是，聚合物電解質燃料電池的特點是，比其他類型的燃料電池更低的運行溫度和更高的輸出密度。因此，近年來，已經出現了聚合物電解質燃料電池，作為用于移動裝置如移動電話、筆記本尺寸的個人電腦、PDA、MP3播放器、數碼相機、電子辭典或電子書的有前景的電源。作為用于移動裝置的聚合物電解質燃料電池，公知的是平面燃料電池，其具有排列在平面上的多個單電池。

對于平面燃料電池來說，電力取決于電極的總面積。另一方面，電壓取決于串聯的電池的數量。因此，為了減小燃料電池的尺寸并獲得需要的功率和電壓，需要增加在有限面積內的串聯的電池的數量并且需要使每個電池的面積更小。同時，需要縮短相鄰單電池之間的間隙。

需要使電池間距(cell?pitch)更小以便降低來自電流的邊緣收集(edge?collection)的電阻性電損耗。增加燃料電池的數量通常會降低歐姆損耗，但是歸因于相鄰燃料電池之間的互連之上的空間，還會降低平面陣列的總有效面積。本發明的目標是促進可以用于減小平面陣列中燃料電池互連區域的尺寸的設計和方法。

解決問題的方式

考慮到前述問題做出了本發明，并且其目的是提供一種技術，通過該技術抑制氣體泄漏并且相鄰電池之間的間隙使每個電池小型化。

本發明的一個實施方案涉及燃料電池層。燃料電池層包括：復合層，所述復合層具有第一表面和第二表面，所述復合層包括：多個內部連線；和多個離子傳導組件，所述離子傳導組件位于所述內部連線之間；多個第一電極涂層，所述第一電極涂層設置在所述第一表面上以形成陽極；以及多個第二電極涂層，所述第二電極涂層設置在所述第二表面上以形成陰極，所述多個第一和第二電極涂層中的每一個與所述離子傳導組件之一離子接觸并且與內部連線之一電接觸，所述內部連線中的至少一個包括：各自包含被構造為阻擋激光束透射的介電材料的第一不可透氣界面區和第二不可透氣界面區，其中所述第一不可透氣界面區和第二不可透氣界面區各自具有第一表面和第二表面，所述第一表面與離子傳導組件之一接觸；以及具有兩個表面和與所述兩個表面平行的長度的導電第三不可透氣區，所述表面之一與所述第一和第二不可透氣界面區的第二表面相鄰設置，其中所述內部連線和所述第三不可透氣區使一個燃料電池的陽極與相鄰燃料電池的陰極電連接，并且其中配置所述第一不可透氣區100和所述第二不可透氣區102以防止用于處理催化劑層的激光束的透射。

在上述燃料電池層中，從所述復合層延伸的第一電極可以被覆所述第一不可透氣區并且可以與所述第三不可透氣區連接。從所述復合層延伸的第二電極可以與所述第三不可透氣區連接。一個第一電極和另一個第一電極可以彼此整體形成，并且所述內部連線可以使所述第一電極和所述第二電極經由設置在所述多個第一和第二電極涂層中的通孔電連接。所述內部連線可以在一個第一電極與另一個第一電極之間延伸，并且所述第一電極和所述另一個第一電極可以由內部連線分開。所述內部連線中的所述至少一個可以提供所述多個第一或第二電極涂層之一與外部電路之間的導電通路，所述通路沿著所述第三不可透氣區的長度延伸。所述第一和第二不可透氣區可以由多種類型的材料制成，并且所述多種類型的材料中的至少一種可以含有顏料。所述第一和第二不可透氣區可以由多種類型的材料制成，并且所述多種類型的材料中的至少一種可以含有金屬氧化物顆粒。所述第一和第二不可透氣區可以通過用環氧樹脂浸漬由玻璃纖維編織的布形成。其中所述玻璃纖維可以相對于所述復合層的所述第一表面以小于90度的角度安置。

要指出的是，前述構成元件等的任何任意的適合的組合或重排，都有效地作為本發明的實施方案并且包括在其中。

發明的有益效果

根據本發明，氣體泄漏受到抑制，電池之間的間隔變窄，并且在其中電池排列在平面上的平面燃料電池中實現了更高的集成度。

附圖簡述