CN86103794A

CN86103794A - 燃料电池集电设备

Info

Publication number: CN86103794A
Application number: CN86103794.4A
Authority: CN
Inventors: 堤; 荻野秀雄; 藤原治; 藤一志
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1985-06-07
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1986-12-17
Also published as: CN1010723B; US4719157A

Abstract

一种燃料电池组合件的集电设备，包括有一个集电器，一个耐热绝缘板，和一块端板，依次安装在燃料电池堆的每一端。特征在于集电器有若干集电部分，在相邻的部分的边与边之间，布置有间距，连接端分别和集电部分连接，并通过端板中引出。集电设备可以有四个集电部分，有一个导体架，在其四角上设有四个通孔，有四个内连接端互相连接，并和导体架连接，有一个输出连接端设置在导体架上，通过端板引出。

Description

本发明与燃料电池组合件有关，具体有关有大电极表面的燃料电池组合件的集电设备。

在有一个集电器，一个耐热绝缘板和一块端板，依次放在一个燃料电池叠堆每端的类型的燃料电池组合件中，集电器和通过端板引出的连接端连接。

当燃料电池组合件的电极表面在1000cm²或以下时，这种集电器结构足敷应用。但是，假如把这种结构应用于电极表面为2000至3000cm²的燃料电池组合件时，集电效率下降，便发生功率输出的偏离。因此，要求在电极表面增大时，把连接端的数目，从一个增加到两个，三个，四个，五个等等，举例如图8所示。图8中的集电设备有五个连接端7，与集电器4连接，并通过一个绝缘板5和一个端板6引出。

在燃料电池组合件运转中，当集电器4受热膨胀时，连接端7防止集电器4的自由膨胀，造成集电器的波浪状变形。这变形造成集电器和电极之间的接触中断，从而降低集电效率，而使燃料电池的性能下降。

因此本发明的目的，是提出一种燃料电池组合件的集电设备，甚至在应用于有大电极表面的燃料电池组合件中时，有高集电效率。

本发明的另一个目的，是提出一种燃料电池组合件的集电设备，有可能防止集电器由于受热膨胀而造成变形。

本发明还有一个目的，是提出一种燃料电池组合件的集电设备，可使接线作业简化。

根据本发明提出的一种类型的燃料电池组合件的集电设备中，有一个集电器，一个耐热绝缘板，和一个端板，在一个燃料电池叠堆的每一端部上依次叠放，特征为集电器中有若干集电部分，相邻部分的边与边之间有间距，有若干连接端，分别与集电部分连接，并通过端板引出。

在一个理想的实施方案中，集电器有四个三角形的集电部分，其安排中使相邻两部分的边与边之间的间距，从集电器中心，沿集电器的对角线径向伸展。

在另一个实施方案中，集电器中有四个矩形集电部分，在其安排中，相邻两部分的边与边之间的间距，从集电器的中心，沿集电器边上的垂直线径向伸展。

集电部分的制作，可以沿一块矩薄板的对角线，或沿矩形板边上的垂直线，把矩形板分切成为四块。

在本发明的集电设备中，集电器有若干集电部分，互有间距，连接端分别埋在集电部分中，通过绝缘板和端板引出。因此，由于相邻部分的边与边之间留有间距，所以每一个集电部分，可随温度变化自由膨胀和收缩，于是可以防止集电部分变形而降低集电效率。

根据本发明，还提出了一种燃料电池组合件的集电设备，其特征为：集电器有若干集电部分，在相邻的部分的边与边之间有间距，内连接端分别与集电部分连接，并通过一个导体架互相连接，导体架放在绝缘体和端板之间，和通过端板引出的一个输出端连接。

附图内容简述如下：

图1为实施本发明的燃料电池组合件的分解剖视图;

图2为实施本发明的燃料电池组合件的透视图;

图3为用于图1中的燃料电池组合件的一个集电设备的透视图，图示设备的一个内侧;

图4为集电部分和用于图3中的设备的输出端部件分解透视;

图5为实施本发明的集电设备另一形式的底视图;

图6为实施本发明集电设备另一形式的局部剖析顶视图;

图7为沿6中Ⅰ-Ⅰ线的一个剖视图;

图8为应用于已有技术领域燃料电池组合件中的集电设备透视，图示设备的一个内侧;

图9为实施本发明燃料电池组合件另一形式的局部剖析顶视图;

图10为沿图9中A-A线剖视图;

图11为沿图9中B-B线剖视图;

参照图1至4，着重参看图2，图示有本发明所提出的集电设备的燃料电池组合件1。组合件1有一个燃料电池堆（S），一对集电器4，一对耐热绝缘体5，和一块端板6。燃料电池堆（S）有若干个体的燃料电池，和石墨气体分离器或双极板3交替叠放，并用（图中未示的）夹具和端板6紧固在一起。

每一个集电器4由四个三角形集电部分4a、4b、4c和4d组成，其安排为每一部分的一边，与耐热绝缘板5的边平行，集电部分的其余的边，和相邻的部分之间留有窄间距8。间距的宽度1至2mm，从集电器4的中心，沿绝缘体5的对角线，向各边径向延伸。

如图4所示，集电部分4a、4b、4c及4d分别在其中心部，设有一个连接端插座10，在其一个顶点上设有一个四分之一连接端插座10′。连接端插座10和四分之一连接端插座10′，由凸肋30形成，在中心部分有开孔9。这种集电部分4a、4b、4c及4d的制法，是先把一块矩形板模压并冲剪，然后沿对角线切成四块，形成四个三角形集电部分。

连接端7的头部7a插在连接端座10、10′内，其有螺纹的杆7b，通过安装在端板6的通孔里的有突缘的套管13，伸到端板6的上方。有一个连接端7。作插在插座10′中的共同连接端，插座10′在四个集电板部分的顶点上形成。集电部分4a、4b、4c及4d的隆突连接端插座10，分别放在在绝缘板5上形成的凹陷5a内，如图1所示。

有上述构造的集电设备的组装，可以先放置耐热绝缘板5，然后把集电部分4a，4b，4c和4d，依次放到端板6上，把连接端7及7_o的杆部，插入开孔9和绝缘套管13中，然后用螺母12固定。在每一个绝缘套管13的突缘和螺母12之间，安排一个连接端凸片11，用以连接导线。连接端凸片11和端板6之间，用有突缘的绝缘套管13绝缘。

图5表示实施本发明的燃料电池组合件集电设备的另一种形式。本实施方案的集电设备，集电器4有四个矩形的集电部分4a、4b、4c及4d外，它有与图3实施方案集电设备相同的构造。除集电部分4a、4b，4c及4d的安排，是每一部分有两条边，和相邻的耐热绝缘板5的边平行，相邻集电部分的其余两边，和相邻部分的边，共同形成窄间距8。间距8从绝缘板5的中心，沿与绝缘板5平行的线，伸到绝缘板5的边上。

从上面可以看到，本发明的集电器被分割成为小的集电部分，数目和连接端的数目一致，减小了各个部分的膨胀。并且，在集电部分之间设有间距，集电部分分别和相应的连接端连接。因此，在燃料电池组合件运转时，即使各个集电部分受热膨胀，也可防止变形，这样便可在长时期内，保持集电效率稳定。本发明对有大电极表面的燃料电池组合件特别有用。

在前述实施方案中，连接端通过安装在端板顶部和底部上的绝缘套管13引出，因此要求把全部连接端7及7_o，和导线15及凸片16连接，接受全部连接端的电流，如图6及7所示。但是这种外导线的工作效率低，并会造成燃料电池组合件元件之间的绝缘和接线的故障。此外，这种接线使燃料电池组合件的外观不良。

这个缺点可以通过把连接端在燃料电池组合件内互相连接，并在每一个端板上设置一个连接端，而予以解决。

现参看图9至11，图示有本发明的集电设备的燃料电池组合件1的另一种形式。组合件中有一个燃料电池堆（S），一对集电器4，耐热绝缘板5，和一对端板6，共同用（图中未示的）夹具紧固在一起。

在这个实施方案中，集电设备有四个集电部分4a、4b、4c和4d，四个有螺纹的内连接端7′，一个铜制的导体架20，其四角有四个通孔，并有一个输出连接端25。集电部分4a、4b、4c及4d的构造，与图5中的构造相似。集电部分和导体架20在耐热绝缘板5上固定;把它们放在绝缘板5上，用内连接端7′插入导体架20的通孔，从集电部分的开孔9，和绝缘板5的通过中穿过，然后用螺母12′拧紧。连接端7′利用导体架20通电。

每一块端板6上设置一条槽17，形状与导体架20相对应，用以容放导体架。在槽17的角上，有四个圆柱形的凹陷18，容纳内连接端7′的外伸端，并使之与端板6绝缘。有一个绝缘架19和绝缘条23，放在槽17内，使导体架20和端板6绝缘。圆柱形凹陷18设有绝缘涂层21，使内连接端7′的伸出端，和端板6绝缘。绝缘涂层21并非必须，也可以用空气间隔代替。

一个螺纹输出端25焊接在导体架20上，将其杆部插入安放在端板6里的一根绝缘套管13′里，然后用螺母26在外伸端上拧紧，使输出端与端板6固定。输出端25用套管13和端板6绝缘，用螺母27和导线15接通。

在这实施方案中，各个内连接端，通过放在燃料电池组合件1内的导体架20互相连接，有一个与导体架20连接的单一输出端25，通过组合件1的端板6引出。这样便可能避免使用暴露的线路，因此可能简化接线，提高集电效率。此外，还可以防止绝缘和通电的故障。

显然本发明用其他的形式实施，也不脱离本发明的实质范围。例如，可以把集电器分成若干部分，集电部分和连接端的数目，可以按照需要而变化。

Claims

1、一种燃料电池组合件的集电设备，包括有一个集电器，一个耐热绝缘板，和一块端板，依次安装在燃料电池堆的每一端，特征在于集电器有若干集电部分，在相邻的部分的边与边之间有间距，连接端分别和集电部分连接，并通过端板引出。

2、如权利要求第1项中之集电设备，特征为集电器有四个三角形部分，在其安排中，两个相邻部分的边与边之间形成间距，并从集电器中心，沿集电器对角线径向伸展。

3、如权利要求第1项中之集电设备，特征为集电器有四个距形部分，在其安排中，两个部分的相邻边之间的间距，从集电器的中心，沿集电器边上的垂直线径向伸展。

4、如权利要求第2或第3项中之集电设备，特征为集电器的中心有一个共同连接端，通过端板引出。

5、一种燃料电池组合件的集电设备，包括有一个集电器，一个耐热绝缘板，和一块端板，依次安装在燃料电池堆的每一端，特征在于集电器有若干集电部分，在相邻的部分的边与边之间有间距，内连接端分别连接集电部分，并通过一个导体架互相连接，导体架放在绝缘板和端板之间，并和通过端板引出的一个输出连接端连接。