CN101071880A - 被动式自呼吸直接甲醇燃料电池的串联电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是被动式自呼吸直接甲醇燃料电池的串联电池组。相邻电池阳极共用一个甲醇储液腔，相邻电池阴极共用一个气体储存腔，需要串联连接的电池阴阳极板用一片不锈钢网代替，此不锈钢网一侧作为一个电池的阳极极板，另一侧作为与之相邻电池的阴极极板，将垫片放在阳极不锈钢网与带甲醇储液腔的有机玻璃中间，燃料电池膜电极(MEA)放置在每节单电池阴阳极板之间，甲醇溶液通过分流导管分配到各个分储液腔里，整个电池组用四个螺丝拧紧固定。本发明的优点在于：此设计结构新颖，安装简单，缩小了相同节数下串联电池组的体积，反应物甲醇与阳极接触面积大，反应完全。

Description

被动式自呼吸直接甲醇燃料电池的串联电池组
一、技术领域
本发明涉及的领域是燃料电池，具体地说是一种被动式自呼吸直接甲醇燃料电池的串联电池组结构设计。
二、背景技术
直接甲醇燃料电池(DMFC)作为一种微型便携式能源，有其内在的优势。较高的比能量和能量转化效率是人们感兴趣的主要原因。同时固定的外部结构和可随时填充的液体燃料，也为用户提供了便利条件。它结构简单，响应时间短，操作也很方便。相对于主动式直接甲醇燃料电池，被动式自呼吸直接甲醇燃料电池接触面积大，反应完全，进液不需要外加动力源，只需要有甲醇储液腔，阴极反应所需要的氧气来源于空气，也就是阴极不需要通入纯氧，只需要在阴极极板上留有与空气相通的气体通道就可以了。
韩国的三星公司也制作了被动式直接甲醇燃料电池组，其结构为每节单电池在水平方向上依次排列，然后分别将相邻两节单电池的阴极和阳极相连，达到各单电池串联的目的，但这种结构所占的平面面积大，不适用于节数较多时的电池串联。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种可以采用非硅微机械加工(MEMS)工艺加工的并行进液方式的层叠型被动式自呼吸直接甲醇燃料电池串联电池组。
本发明的目的是这样实现的：它包括电池阳极、电池阴极，电池阳极安装在有机玻璃上，安装电池阳极的有机玻璃的四角有四个螺丝孔、在对边的两个螺丝孔的中间有两个分流管的插孔、中间为一个打通的作为甲醇储液腔的正方形、还有两个由分流管进入甲醇储液腔的通孔；电池阴极安装在有机玻璃上，安装电池阴极的有机玻璃的四角有四个螺丝孔、对边的两个螺丝孔的中间有两个分流管的插孔、中间有一个作为气体储存腔的正方形孔，在安装电池阴极的有机玻璃的四周还有能让气体储存腔与外部相通的进气孔；每节单池阴阳极板之间放置有膜电极；相邻两节单电池阳极共用一个甲醇储液腔，相邻两节单电池阴极共用一个气体储存腔，需要串联连接的电池阴阳极板为不锈钢网，不锈钢网一侧作为一个电池的阳极极板、另一侧作为与之相邻电池的阴极极板，在阳极不锈钢网与带甲醇储液腔的有机玻璃中间设置有垫片；四个螺丝孔中穿有紧固螺钉，在分流管的插孔中穿有分流导管，整个电池组用四个螺丝拧紧固定。
本发明还可以包括这样一些结构特征：
1、所述的膜电极是MEA膜。
2、所述的不锈钢网的宽度比膜电极的宽度略小。
本发明的优点在于：此设计结构新颖，安装简单，反应物甲醇与阳极接触面积大，反应完全，相邻电池阴阳极分别共用储气储液腔的结构，缩小了相同节数下串联电池组的体积，层叠式的组装设计，使得本电池组所占的平面面积小，当节数较多的电池串联时本结构仍然适用。
四、附图说明
图1是与阳极相连的有机玻璃示意图；
图2是与阴极相连的有机玻璃示意图；
图3是MEA膜示意图；
图4是垫片示意图；
图5是不锈钢网示意图；
图6是分流管示意图；
图7是本发明的结构示意图。
五、具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型作更详细的描述：
结合图7，被动式自呼吸直接甲醇燃料电池的串联电池组的组成包括电池阳极1、电池阴极2；同时结合图1，电池阳极安装在有机玻璃3上，安装电池阳极的有机玻璃的四角有四个螺丝孔4、在对边的两个螺丝孔的中间有两个分流管的插孔5、中间为一个打通的作为甲醇储液腔的正方形6、还有两个由分流管进入甲醇储液腔的通孔7；同时结合图2，电池阴极安装在有机玻璃8上，安装电池阴极的有机玻璃的四角有四个螺丝孔9、对边的两个螺丝孔的中间有两个分流管的插孔10、中间有一个作为气体储存腔的正方形孔11，在安装电池阴极的有机玻璃的四周还有能让气体储存腔与外部相通的进气孔12；每节单池阴阳极板之间放置有膜电极13；相邻两节单电池阳极共用一个甲醇储液腔，相邻两节单电池阴极共用一个气体储存腔，需要串联连接的电池阴阳极板为不锈钢网，不锈钢网一侧作为一个电池的阳极极板、另一侧作为与之相邻电池的阴极极板，在阳极不锈钢网与带甲醇储液腔的有机玻璃中间设置有垫片14；四个螺丝孔中穿有紧固螺钉15，在分流管的插孔中穿有分流导管16，整个电池组用四个螺丝拧紧固定。所述的膜电极是MEA膜。所述的不锈钢网的宽度比膜电极的宽度略小。
本发明的产品是采用这样的方法来制作的：结合图1，在与阳极相连的有机玻璃的四角打四个螺丝孔，在有机玻璃对边的两个螺丝孔的中间打两个分流管的插孔，中间打通一个正方形，作为甲醇的储液腔，再打两个由分流管进入甲醇储液腔的通孔。结合图2与阴极相连的有机玻璃，在它的四角也打四个螺丝孔，在有机玻璃对边的两个螺丝孔的中间打两个分流管的插孔，中间打一个正方形孔，作为气体储存腔，所有上述开孔的位置与图1所示有机玻璃开孔位置相同，并且在四周还打有能让气体储存腔与外部相通的进气孔。结合图3，MEA膜的大小比气液储存腔的开孔大小略大。图4是垫片，它中间开孔并与阴阳极气液储存腔的开孔大小一致。图5是不锈钢网，它的宽度比膜的宽度略小，避免阴阳极板相连。图6是分流管，它的开孔是在电池组装完毕后再与进液孔对准进行打孔。对串联电池组进行组装，组装完毕后即为被动式自呼吸直接甲醇燃料电池的串联电池组。

Claims (3)

1、一种被动式自呼吸直接甲醇燃料电池的串联电池组，它包括电池阳极、电池阴极，其特征是：电池阳极安装在有机玻璃上，安装电池阳极的有机玻璃的四角有四个螺丝孔、在对边的两个螺丝孔的中间有两个分流管的插孔、中间为一个打通的作为甲醇储液腔的正方形、还有两个由分流管进入甲醇储液腔的通孔；电池阴极安装在有机玻璃上，安装电池阴极的有机玻璃的四角有四个螺丝孔、对边的两个螺丝孔的中间有两个分流管的插孔、中间有一个作为气体储存腔的正方形孔，在安装电池阴极的有机玻璃的四周还有能让气体储存腔与外部相通的进气孔；每节单池阴阳极板之间放置有膜电极；相邻两节单电池阳极共用一个甲醇储液腔，相邻两节单电池阴极共用一个气体储存腔，需要串联连接的电池阴阳极板为不锈钢网，不锈钢网一侧作为一个电池的阳极极板、另一侧作为与之相邻电池的阴极极板，在阳极不锈钢网与带甲醇储液腔的有机玻璃中间设置有垫片；四个螺丝孔中穿有紧固螺钉，在分流管的插孔中穿有分流导管，整个电池组用四个螺丝拧紧固定。
2、根据权利要求1所述的被动式自呼吸直接甲醇燃料电池的串联电池组，其特征是：所述的膜电极是MEA膜。
3、根据权利要求1或2所述的被动式自呼吸直接甲醇燃料电池的串联电池组，其特征是：所述的不锈钢网的宽度比膜电极的宽度略小。
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