KR200409366Y1 - Current collection board for fuel cell - Google Patents

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펑이 등
탕밍 창
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Abstract

연료전지의 전류 수집 보드가 기술된다. 전류 수집 보드는 인쇄회로보드로 이루어진 기판을 구비하는 플레이트 바디 및 플레이트 바디의 표면상에 배치되는 적어도 하나의 전류 수집 회로소자를 포함한다. 또한, 전류 수집 보드는 막 전극 어셈블리들의 형상 및 영역에 따라 제조된다. 따라서, 제조방법이 간단하고 비용이 줄어들게 된다.A current collection board of a fuel cell is described. The current collecting board includes a plate body having a substrate made of a printed circuit board and at least one current collecting circuit element disposed on a surface of the plate body. In addition, the current collection board is manufactured according to the shape and area of the membrane electrode assemblies. Therefore, the manufacturing method is simple and the cost is reduced.

연료전지; 전류 수집 보드; 막 전극 어셈블리; PCB Fuel cell; Current acquisition board; Membrane electrode assemblies; PCB

Description

연료전지용 전류 수집 보드{CURRENT COLLECTION BOARD FOR FUEL CELL}Current collection board for fuel cell {CURRENT COLLECTION BOARD FOR FUEL CELL}

도 1 은 본 고안의 일실시예에 따른 연료전지용 전류 수집 보드를 도시한 도이다.1 is a view showing a current collection board for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

도 2 는 도 1 의 측면도이다.2 is a side view of FIG. 1.

도 3 은 본 고안의 일실시예에 따른 전기 디바이스를 구비하는 플레이트 바디를 도시한 도이다.3 is a view showing a plate body having an electrical device according to an embodiment of the present invention.

도 4 는 본 고안의 일실시예에 따른 전기 인터페이스들을 구비하는 플레이트 바디를 도시한 도이다.4 shows a plate body with electrical interfaces according to an embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ****** Explanation of symbols on the main parts of the drawing ***

1 : 전류 수집 보드 11 : 플레이트 바디1: current acquisition board 11: plate body

13 : 전류 수집 회로소자 15 : 전기 디바이스13 current collection circuit 15 electric device

17 : 전기 인터페이스17: electrical interface

본 고안은 연료전지용 전류 수집 보드에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 인 쇄회로보드를 기판으로 사용하고, 용이하게 제조될 수 있고 저렴한 전류 수집 보드에 관한 것이다.The present invention relates to a current collection board for fuel cells, and more particularly to a printed circuit board using a substrate, and can be easily manufactured and inexpensive current collection board.

종래의 연료전지는, 양극 전류 수집 보드(anode current collection board), 음극 전류 수집 보드(cathode current collection board) 및 적어도 하나의 막 전극 어셈블리(MEA: membrane electrode assembly)와 같은 컴포넌트들을 포함하며, 이러한 컴포넌트들은 컴팩트하게 조립되어 전지를 형성하게 된다. 결과적으로, 특정 타입의 연료전지에 적용되는 양극 전류 수집 보드와 음극 전류 수집 보드는 다른 타입의 전지들에게는 적절하지 않다. 또한 종래 구조의 양극 전류 수집 보드와 음극 전류 수집 보드 역시 다양한 막 전극 어셈블리들(MEA), 특히 새로 개발된 막 전극 어셈블리들에 맞추기 어렵게 된다. 결과적으로, 다른 특별한 양극 전류 수집 보드들과 음극 전류 수집 보드들이 제조되는 경우를 제외하고 이러한 새로 개발된 막 전극 어셈블리들의 품질을 테스트하거나 검증할 수 없게 된다.Conventional fuel cells include components such as an anode current collection board, a cathode current collection board, and at least one membrane electrode assembly (MEA). They are compactly assembled to form a cell. As a result, the positive current collector board and the negative current collector board applied to a particular type of fuel cell are not suitable for other types of cells. In addition, conventional anode current collector boards and cathode current collector boards are also difficult to match to various membrane electrode assemblies (MEA), especially newly developed membrane electrode assemblies. As a result, it is impossible to test or verify the quality of these newly developed membrane electrode assemblies except when other special anode current collection boards and cathode current collection boards are manufactured.

따라서, 상기 문제점들을 극복하기 위하여 용이하게 제조되고 저렴인 개선된 전류 수집 보드가 필요하게 되었다.Thus, there is a need for an improved current collection board that is easily manufactured and inexpensive to overcome the above problems.

본 고안의 첫 번째 목적은 용이하게 제조되고 저렴한 연료전지용 전류 수집 보드를 제공하는 것이다.The first object of the present invention is to provide a current collector board for an easily manufactured and inexpensive fuel cell.

본 고안의 또 다른 목적은 막 전극 어셈블리들의 형상들과 영역들에 대응되게 형성되는, 간단하게 제조되고 저렴한 연료전지의 전류 수집 보드를 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a simple manufactured and inexpensive current collector board of a fuel cell, which is formed corresponding to the shapes and regions of the membrane electrode assemblies.

본 고안의 상기 목적들에 따라 연료전지용 전류 수집 보드가 제시된다. 전류 수집 보드는, 인쇄회로보드로 이루어진 기판을 구비하는 플레이트 바디와, 플레이트 바디의 표면상에 배치되는 적어도 하나의 전류 수집 회로소자를 포함한다.According to the above objects of the present invention, a current collection board for a fuel cell is provided. The current collecting board includes a plate body having a substrate made of a printed circuit board and at least one current collecting circuit element disposed on a surface of the plate body.

본 고안의 많은 수반되는 장점들 및 특성들과 함께 상기한 측면들은 첨부한 도면들과 함께 이하의 상세한 설명을 참조하여 보다 명백해질 것이다.The foregoing aspects, together with the many accompanying advantages and features of the present invention, will become more apparent with reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.

도 1 은 본 고안의 일 실시예에 따른 연료전지용 전류 수집 보드를 도시한 도이고, 도 2 는 그 측면도이다. 1 is a view showing a current collection board for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view thereof.

전류 수집 보드(1, current collection board)는 플레이트 바디(11, plate body) 및 하나 이상의 전류 수집 회로소자들(13, current collection circuitries)을 포함한다. 전류 수집 보드(1)는 구리 박편 인쇄회로보드(copper foil printed circuit board)와 같은 인쇄회로보드(PCB: Printed Circuit Board)를 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 전류 수집 회로소자들(13)은 구리 박편 인쇄회로보드와 PCB 프로세스들에 의해 형성된다. 또한, 전류 수집 회로소자들(13)의 형상 및 영역은 막 전극 어셈블리들(MEA: Membrane Electrode Assemblies, 미도시)의 형상 및 영역에 기초하여 디자인된다. 예를 들어, 막 전극 어셈블리들(MEA)이 직사각형이면 전류 수집 회로소자들(13)은 직사각형 구조가 된다. 직사각형 전류 수집 회로소자들(13)은 단지 예시에 불과하며, 본 고안을 한정하는 것이 아님은 물론이다.The current collection board 1 comprises a plate body 11 and one or more current collection circuits 13. The current collection board 1 may be manufactured using a printed circuit board (PCB) such as a copper foil printed circuit board. For example, current collection circuit elements 13 are formed by copper foil printed circuit boards and PCB processes. In addition, the shape and area of the current collection circuit elements 13 is designed based on the shape and area of the membrane electrode assemblies (MEA: Membrane Electrode Assemblies (not shown)). For example, if the membrane electrode assemblies MEA are rectangular, the current collection circuit elements 13 have a rectangular structure. The rectangular current collection circuit elements 13 are merely examples, and of course, not limiting the present invention.

전류 수집 회로소자(13)는, PCB의 표면을 커버하는 구리 박편(copper foil), 금속 박막(metal lamina), 금속 박편(metal foil) 및 흑연 보드(graphite board) 등과 같은 전도물질로 이루어진다. 또한, 전류 수집 회로소자들(13)을 제조하는데에는 두 가지 방법이 있다. 하나는 본래 플레이트 바디(11)의 표면을 커버하는 금속 박편을 사용하여 전류 수집 회로들(13)을 형성하는 것이다. 다른 방법은 전류 수집 회로소자들(13)과 플레이트 바디(11)를 각기 형성하고, 다음으로 전류 수집 회로소자들(13)을 봉인된 플레이트 바디(11)의 표면상에 압착하는 것이다.The current collecting circuitry 13 is made of a conductive material such as copper foil, metal lamina, metal foil and graphite board that cover the surface of the PCB. In addition, there are two methods for manufacturing the current collection circuit elements 13. One is to form the current collection circuits 13 using metal flakes which originally cover the surface of the plate body 11. Another method is to form the current collection circuit elements 13 and the plate body 11 respectively, and then press the current collection circuit elements 13 on the surface of the sealed plate body 11.

상기 직사각형 구조 이외에도, 전류 수집 회로소자(13)는, 가운데 영역에 함몰된 부분을 갖는 프레임 구조, 네트워크 구조 또는 라인들로 이루어진 평판 구조(flat structure composed of lines)일 수 있다.In addition to the rectangular structure, the current collecting circuit 13 may be a frame structure, a network structure or a flat structure composed of lines having a portion recessed in the center region.

전류 수집 보드(1)는 양극 전류 수집 보드 또는 음극 전류 수집 보드가 될 수 있기 때문에, 연료의 다른 적용이 가능하도록 하기 위하여, 전류 수집 회로소자들(13)의 표면들은 예를 들어, 보호적 프로세스(protective process) 또는 산화방지 프로세스(acid-proof process)를 수행하거나, 우수한 전도성을 갖는 물질을 코팅하는 추가적인 처리를 거치도록 한다. 그리하여, 전류 수집 회로소자들(13)은 연료의 부식으로부터 보호되고 전류 수집 능력은 향상되게 된다.Since the current collecting board 1 can be a positive current collecting board or a negative current collecting board, the surfaces of the current collecting circuit elements 13 are, for example, protective processes in order to enable other applications of fuel. (protective process or acid-proof process), or further processing to coat the material with good conductivity. Thus, the current collecting circuit elements 13 are protected from corrosion of the fuel and the current collecting capability is improved.

도 3 을 참조하면, 전류 수집 보드(1)는 또한 플레이트 바디(11) 상에 하나 이상의 전기 디바이스들(15, electrical devices)을 포함한다. 전기 디바이스(15)는, 예를 들어 능동 전기 컴포넌트(active electrical component), 수동 전기 컴포넌트(passive electrical component), 센서, 집적회로 디바이스, 마이크로프로세서, 정전압 레귤레이터(constant voltage regulator) 또는 정전류 레귤레이터 (constant current regulator)가 된다. 도 4 에 도시한 바와 같이, 전류 수집 보드(1)는 전기 인터페이스(17, electrical interface)를 더 포함한다. 전기 인터페이스(17)는, 예를 들어 골든 핑거(golden finger), 커넥터, 케이블 또는 커넥터를 구비하는 케이블이 된다. 전류 수집 보드(1)는 외부 환경들과 통신할 수 있도록 전기 인터페이스(17)를 통해 신호들을 전송할 수 있다.Referring to FIG. 3, the current collection board 1 also includes one or more electrical devices 15 on the plate body 11. The electrical device 15 may be, for example, an active electrical component, a passive electrical component, a sensor, an integrated circuit device, a microprocessor, a constant voltage regulator or a constant current regulator. regulator). As shown in FIG. 4, the current collection board 1 further includes an electrical interface 17. The electrical interface 17 is, for example, a golden finger, a connector, a cable or a cable with a connector. The current collection board 1 may transmit signals via the electrical interface 17 to communicate with external environments.

전류 수집 회로소자들(13)은 플레이트 바디(11)의 상면 및 저면에 각기 형성될 수 있다. 예를 들어, 양면 구리 박편 인쇄회로보드를 사용하여 양면에 전류 수집 회로소자들(13)을 갖는 전류 수집 보드(1)를 제조하게 된다. 전류 수집 회로소자들(13)은 플레이트 바디(11)의 한 면에만 형성될 수도 있음은 물론이다. 예를 들면, 단일면의 구리 박편 인쇄회로보드를 사용하여 한 면에만 전류 수집 회로소자들(13)을 갖는 전류 수집 보드(1)를 제조한다. 또한, 연료가 해당 막 전극 어셈블리(MEA)로 유입될 수 있도록, 전류 수집 회로소자들(13)에 의해 정해진 영역 내에 다수의 관통공들(through holes, 미도시)이 배치된다.The current collecting circuit elements 13 may be formed on the top and bottom surfaces of the plate body 11, respectively. For example, a double-sided copper foil printed circuit board is used to manufacture a current collection board 1 having current collection circuit elements 13 on both sides. Of course, the current collecting circuit elements 13 may be formed only on one side of the plate body 11. For example, a single sided copper foil printed circuit board is used to make a current collector board 1 having current collector circuit elements 13 on only one side. In addition, a plurality of through holes (not shown) are disposed in the area defined by the current collection circuit elements 13 so that fuel can flow into the corresponding membrane electrode assembly MEA.

전류 수집 보드 (1)는 메탄올 연료를 갖는 연료전지들, 또는 액체 연료, 기체 연료 또는 고체 연료를 갖는 연료전지들과 같이 어떠한 종류의 연료전지들에도 적용될 수 있다.The current collection board 1 can be applied to any kind of fuel cells, such as fuel cells with methanol fuel, or fuel cells with liquid fuel, gaseous fuel or solid fuel.

본 고안에 따른 전류 수집 보드는 몇 가지 장점들과 두드러진 개선점들을 갖는데, 요약하면 이하와 같다.The current collection board according to the present invention has several advantages and significant improvements, which are summarized below.

1. 전류 수집 보드는 간단하고 저렴한 프로세스를 수반하는 PCB에 의해 제조될 수 있으므로 유용하다.1. Current collection boards are useful because they can be manufactured by a PCB that involves a simple and inexpensive process.

2. 전류 수집 보드는 또한 회로 디바이스들과 전기 인터페이스들을 집적하므로 다기능 전류 수집 보드가 된다.2. The current collection board also integrates circuit devices and electrical interfaces, resulting in a multifunctional current collection board.

본 고안의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.While preferred embodiments of the present invention have been described using specific terms, such descriptions are for illustrative purposes only, and it is understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims. You must lose.

Claims (17)

연료전지용 전류 수집 보드(current collection board for fuel cell)로서,As a current collection board for fuel cell, 상기 전류 수집 보드는,The current collection board, 인쇄회로보드(printed circuit board)로 이루어진 보드를 구비하는 플레이트 바디(plate body); 및A plate body having a board made of a printed circuit board; And 전도물질로 이루어지고 상기 플레이트 바디의 표면상에 배치되는 적어도 하나의 전류 수집 회로소자(current collection circuitry)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And at least one current collection circuitry made of a conductive material and disposed on the surface of the plate body. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 회로소자가,The current collection circuitry, 상기 플레이트 바디를 커버하는 금속 박편(metal foil)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And a metal foil covering the plate body. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 회로소자가 미리 제조된 전류 수집 회로소자이고,The current collecting circuit device is a pre-fabricated current collecting circuit device, 상기 미리 제조된 전류 수집 회로소자가 상기 플레이트 바디의 표면상에 봉 인되는 방법으로(in a sealed manner) 압착되는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the prefabricated current collecting circuitry is squeezed in a sealed manner on the surface of the plate body. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 회로소자가 상기 플레이트 바디의 상면 및 바닥 면에 각기 배치되는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.The current collection circuitry is disposed on the top and bottom surfaces of the plate body, respectively. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 회로소자가 네트워크 구조인 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the current collection circuitry is a network structure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 회로소자가, 가운데 영역에 함몰된 부분을 갖는 프레임 구조인 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the current collection circuitry is a frame structure having a portion recessed in a center region. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 회로소자가 라인들로 이루어진 평판 구조(flat structure composed of lines)인 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the current collection circuitry is a flat structure composed of lines. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 회로소자가 보호 프로세스(protective process) 및/또는 산화방지 프로세스(acid-proof process)에 의해 처리되는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the current collection circuitry is processed by a protective process and / or an acid-proof process. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 회로소자의 표면이 우수한 전도성을 갖는 금속물질에 의해 코팅되는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the surface of the current collecting circuit device is coated with a metal material having excellent conductivity. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 보드가,The current collection board, 상기 전류 수집 회로소자에 의해 정해진 영역 내에 배치되는 다수의 관통공들(through holes)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And a plurality of through holes arranged in the area defined by the current collecting circuitry. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플레이트 바디가 구리 박편 인쇄회로보드인 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the plate body is a copper foil printed circuit board. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 보드가,The current collection board, 상기 플레이트 바디 상에 배치되는 적어도 하나의 전기 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And at least one electrical device disposed on the plate body. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 수집 보드가,The current collection board, 상기 플레이트 바디 상에 배치되는 전기 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And a electrical interface disposed on the plate body. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 전기 인터페이스가 골든 핑거(golden finger)인 것을 특징으로 하는 전 류 수집 보드.And the electrical interface is a golden finger. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 전기 인터페이스가 커넥터인 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the electrical interface is a connector. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 전기 인터페이스가 케이블인 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the electrical interface is a cable. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 전기 인터페이스가 커넥터를 구비하는 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 수집 보드.And the cable comprises a cable having a connector.
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