[發明專利]一種基于變厚度梯度零泊松比材料的氫氧燃料電池箱

在審

• 申請號: 201910801007.6
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110581242A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 閆鵬飛;周冠;趙萬忠;王源隆
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;H01M8/02
• 代理公司: 32237 江蘇圣典律師事務所
• 代理人: 賀翔

1.一種基于變厚度梯度零泊松比材料的氫氧燃料電池箱，其特征在于，包括：保護箱和電池組；所述保護箱包括：上蓋板（1）、箱體(2)以及箱體底板(7)，上蓋板上(1)設計有電線孔(20)，從而能使接在箱體內部電池部電池正、負極(22)上的電線與箱體外負載相連接上蓋板1上設置電線孔20的一側設置有針對正、負兩片電極位置的卡槽b(26)；箱體底板(7)上的一側設計有放置氫氣瓶(4)的凹槽（13）和放置泵體（14）的泵槽（10），箱體底板(7)上的另一側設計有針對正、負兩片電極位置的卡槽a(25)，豎直擋板(21)與負電極(22)之間形成氫氣室，用來存放還未反應的氫氣，豎直擋板21上開有氣孔(11)，氣孔11與泵體14相連，泵體（14）用以循環每次反應剩余的氫氣，兩片催化劑層鉑(23)緊貼負電極（22）和正電極（30），兩片催化劑層鉑(23)之間為質子交換層(24)，負電極（22）、正電極(30）與催化劑層（23）、催化劑層（23）和質子交換層(24)之間通過焊接連接，整體固定于上蓋板(1)和底板(7)上的卡槽a(25)和卡槽b(26)內；箱體（2）內壁和正電極（30）之間形成氧氣室，箱體(2)內壁靠近正電極的一側開設氧氣孔（28），箱體(2)四周側壁內部為中空設計，在內部填充有變厚度梯度零泊松比三維結構材料，所述變厚度梯度零泊松比三維結構材料通過零泊松比三維結構材料的元胞厚度t的變化來設計厚度梯度，通過將兩個所述元胞十字交叉形成零泊松比填充的最基本三維結構單元，再通過所述三維結構單元在X和Y兩個方向上的陣列來組成變厚度梯度零泊松比材料的總體三維結構。

2.根據權利要求1所述的基于變厚度梯度零泊松比材料的氫氧燃料電池箱，其特征在于，所述零泊松比三維結構材料的元胞的1/4結構由第一豎邊、第一斜邊、第二斜邊、第三斜邊和第二豎邊組成，第一斜邊與水平方向的夾角α，第二斜邊與水平方向的夾角β，第三斜邊與水平方向的夾角θ，其中，α=θ=45°-60°，β=45°-72°， 1/4元胞結構寬度為X，長度為Y,Y/X小于3。

3.根據權利要求1所述的基于變厚度梯度零泊松比材料的氫氧燃料電池箱，其特征在于，所述厚度梯度設計為：t₁=2mm，t₂=2.5mm，t₃=3mm，每一種厚度平鋪一層，按照t₁，t₂，t₃，t₁，t₂，t₃、、、或者t₃，t₂，t₁，t₃，t₂，t₁、、、或者t₁，t₂，t₃，t₂，t₁，t₂，t₃、、、的厚度從外往內方向平鋪。

4.根據權利要求1所述的基于變厚度梯度零泊松比材料的氫氧燃料電池箱，其特征在于，上蓋板(1)下側設計有能卡在箱體(2)內的凸臺，凸臺下側設計有針對正、負兩片電極位置的卡槽b（26）。

5.根據權利要求4所述的基于負泊松比材料的氫氧燃料電池箱，其特征在于，所述凸臺的四個角和上蓋板(1)四個角都倒了圓角。

6.根據權利要求1所述的基于變厚度梯度零泊松比材料的氫氧燃料電池箱，其特征在于，在箱體底板(7)的每個凹槽（13）兩側都開設有兩個螺紋孔b（9），用于通過長螺栓（15）與集成式卡環（3）進行配合，實現對氫氣瓶(4)固定，泵體（14）通過小卡環（18）固定。

7.根據權利要求1或5所述的基于變厚度梯度零泊松比材料的氫氧燃料電池箱，其特征在于，箱體(2)的四個角和箱體底板（7）四個角都設計有與上蓋板(1)一樣的倒圓角。