CN100530791C - 圆形直接甲醇燃料电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆形直接甲醇燃料电池组，包括外壳外壳内设置外电极、内电极，内、外电极之间设置封闭的甲醇电池液室，外电极与外壳呈线接触式连接，在内电极内侧及外电极与外壳之间设置上下贯通的空气室。本发明结构合理，工作性能好。

Description

圆形直接甲醇燃料电池组
技术领域：
本发明涉及一种电池组。
背景技术：
直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell，DMFC)直接使用液体甲醇作燃料，除配备极其简单的甲醇存储器外，无需增设其它装置，甲醇燃料易于携带和更换，使用十分方便，因此，近10年来，对DMFC技术的开发和应用发展迅速，国内外许多高校、研究院所以及各大公司均对DMFC研究开发花费了巨大的人力与物力。研究的重点就是降低DMFC的成本，提高DMFC的性能。
圆形结构的DMFC，在用作便携式电动装置动力电池时，具有独特的优点。在圆形DMFC研究上，国外有研究报道，但均为单电池，或者采用了价格昂贵的石墨双极板，并且高低温性能都较低，如在200ml/min空气流量和60℃条件下，功率密度仅为17mW/cm2。
文献表明，山东理工大学制备了一种新型的管状空气自呼吸式直接甲醇燃料电池，采用弯曲热压法制备出管状膜电极。这种电池缺点很多，最主要的是电池的功率密度仅为10mW/cm2，也未有做成电池组的报道，同时也仅仅局限于做成微型电池。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种结构合理，工作性能好的圆形直接甲醇燃料电池组。
本发明的技术解决方案是：
一种圆形直接甲醇燃料电池组，包括外壳，其特征是：外壳内设置外电极、内电极，内、外电极之间设置封闭的甲醇电池液室，外电极与外壳呈线接触式连接，在内电极内侧及外电极与外壳之间设置上下贯通的空气室。
内、外电极均为热压式膜电极，由多孔钛板、阳极催化剂层、Nafion膜、阴极催化剂层、扩散层、多孔钛板依次复合而成。外壳为塑料、不锈钢或纯钛材料。封闭的甲醇电池液室上设置装有单向阀的甲醇注入口。内电极内侧的贯通空气室截面为矩形。
本发明电池组的特点：(1)空气可以自吸式；(2)外电极和内电极均可以采用热压式，阻抗小；(3)功率密度高，最高可以达到70mW/cm2以上，实现高性能；(4)不用双极板，制造成本低；(5)制造难度降低；(6)温度调节方便(I室散热面积大，散热速度快)；(7)拆卸方便，有利于维修和更换组件；(8)电池组，可以根据需要增大和减小，用于不同的产业化目的；(9)可以用甲醇作为燃料，也可以用乙醇作为燃料，使用甲醇作为燃料时，60℃条件下，功率密度为40-70mW/cm2，使用乙醇作为燃料时，60℃条件下，功率密度为15-30mW/cm2。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的结构示图。
图2是外电极结构示图。
图3是内电极的结构示图。
具体实施方式：
一种圆形直接甲醇燃料电池组，包括外壳1，外壳1内设置外电极3、内电极4，内、外电极之间设置封闭的甲醇电池液室17，外电极与外壳呈线接触式连接，在内电极内侧设置上下贯通的空气室18，在外电极与外壳之间上下贯通的空气室19、20、21、22。
内电极为热压式膜电极，由多孔钛板5、阳极催化剂层6、全氟磺酸膜(Nafion膜)7、阴极催化剂层8、扩散层9、多孔钛板10依次复合而成。外电极为热压式膜电极，由多孔钛板16、阳极催化剂层15、全氟磺酸膜(Nafion膜)14、阴极催化剂层13、扩散层12、多孔钛板11依次复合而成。外壳为塑料、不锈钢或纯钛材料，以用聚四氟乙烯(PTEE)材料为最佳。封闭的甲醇电池液室17上设置装有单向阀的甲醇注入口。内电极内侧的贯通空气室18截面为矩形。
该电池组制造及工作原理：(1)组装电池组，(2)向电池液室17注入甲醇或乙醇电池液，(3)可以通过自吸式或者通入式，向空气室19、20、21、22引入O2或者空气，(4)通过阴极和阳极引流Ti多孔板引流和接入负载，发电和工作。

Claims (4)

1、一种圆形直接甲醇燃料电池组，包括外壳，其特征是：外壳内设置外电极、内电极，内、外电极之间设置封闭的甲醇电池液室，外电极与外壳呈线接触式连接，在内电极内侧及外电极与外壳之间设置上下贯通的空气室；所述内、外电极均为热压式膜电极，由多孔钛板、阳极催化剂层、Nafion膜、阴极催化剂层、扩散层、多孔钛板依次复合而成。
2、根据权利要求1所述的圆形直接甲醇燃料电池组，其特征是：外壳为塑料、不锈钢或纯钛材料。
3、根据权利要求1所述的圆形直接甲醇燃料电池组，其特征是：封闭的甲醇电池液室上设置装有单向阀的甲醇注入口。
4、根据权利要求1所述的圆形直接甲醇燃料电池组，其特征是：内电极内侧的贯通空气室截面为矩形。
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管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池的研制. 于如军等.电源技术，第29卷第7期. 2005
管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池的研制. 于如军等.电源技术，第29卷第7期. 2005 *
管状质子交换膜燃料电池研究现状. 于如军等.电源技术，第29卷第10期. 2005
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