專利名稱：一種迭式燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)，特別是，本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)的 迭式燃料電池組件。
背景技術(shù)：
通常情況下，燃料電池是利用碳?xì)浠衔锏牟牧?，例如甲醇，乙醇?天然氣等中的氫和氧之間的化學(xué)反應(yīng)能，直接轉(zhuǎn)換成電能。燃料電池可以 分為高溫燃料電池和低溫燃料電池。低溫燃料電池可以包括聚合物電解質(zhì)
隔膜燃料電池(PEMFC)，直接液體供給燃料電池(DLFC)等。使用甲醇作為燃 料的直接液體供給燃料電池(DLFC)被稱為直接甲醇燃料電池(DMFC)。在這 些燃料電池之中，PEMFC與其他的燃料電池相比具有良好的輸出性、較低的 運(yùn)行溫度和快速的啟動(dòng)反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，PEMFC作為汽車(chē)的便攜式電源， 住宅和公共場(chǎng)所的分布式電源，電子設(shè)備的微電源等等，已經(jīng)被廣泛地被 使用于日常生活中。
PEMFC包括一個(gè)疊層組件， 一個(gè)轉(zhuǎn)化器， 一個(gè)燃料槽， 一個(gè)燃料泵，一 個(gè)空氣泵等。疊層組件由一個(gè)包括多個(gè)電池單元的電流產(chǎn)生組件形成，并 且燃料泵從燃料槽供應(yīng)燃料到轉(zhuǎn)化器。轉(zhuǎn)化器改善了產(chǎn)生氫氣體的燃料， 并且供給氫氣到疊層組件。于是，疊層組件引起了氫氣和空氣中的氧氣起 電氣化學(xué)地反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能。與PEMFC—樣，DMFC具有相同的結(jié)構(gòu)， 但它是直接提供液體甲醇而不是用氫氣作為反應(yīng)燃料。因?yàn)橄褶D(zhuǎn)化器這樣 的外圍的設(shè)備不是必需的，所以DMFC能夠制成小尺寸的。由于是在正常的 溫度操作，燃料的存儲(chǔ)和處理被簡(jiǎn)單化，因此DMFC可以應(yīng)用于無(wú)污染的交 通工具，住宅的電源系統(tǒng)，移動(dòng)通訊設(shè)備，醫(yī)藥設(shè)備，軍事裝備，太空產(chǎn) 業(yè)設(shè)備，等等，在這樣一個(gè)燃料電池系統(tǒng)，疊層組件充分地產(chǎn)生的電流具有一個(gè)包括若干或許多的電池單元結(jié)構(gòu)，該電池單元各自包括一個(gè)隔膜電
極組件(MEA)和一個(gè)隔板。
依據(jù)那些成熟的技術(shù)，隔板通常被稱為雙極板。MEA具有正極和負(fù)極放 置在電解隔膜之間的結(jié)構(gòu)。
更進(jìn)一步，隔板被放置在MEA的相反一側(cè)，和為了提供燃料氣體和氧 氣所需的燃料電池的反應(yīng)不僅使用了一個(gè)通道，而且還有一個(gè)導(dǎo)體電連結(jié) 地串聯(lián)起每個(gè)MEA的正極和負(fù)極。因此，當(dāng)含有氧的氧氣被提供到負(fù)極時(shí)， 隔板允許含有氫的可燃?xì)獗还?yīng)到正極。從而，含有氫的可燃?xì)夂秃醒?的氧氣通過(guò)隔板分別地被供應(yīng)到正極和負(fù)極。在這個(gè)過(guò)程，燃料氣體在正 極電化學(xué)地氧化了，并且氧氣在負(fù)極電化學(xué)地減少了，所以，電子的運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生了電能，隨之產(chǎn)生了熱和水。在這種燃料電池中，單元電池利用分隔 接線端連結(jié)在一起，以便電能產(chǎn)生預(yù)先確定的電壓。然而，在常規(guī)的燃料 電池中，接線端從疊層組件的反面突出，因此，疊層組件變得龐大，這樣， 阻礙了燃料電池的小型化，使燃料電池在小型電子產(chǎn)品，例如，筆記本電 腦，個(gè)人數(shù)字助理(PDA)，移動(dòng)電話，攜帶式攝像機(jī)等之中的應(yīng)用受到了限 制。更進(jìn)一步地，接線端與配線之間使用普通的螺釘連接方法容易產(chǎn)生松 動(dòng)，無(wú)法確保燃料電池運(yùn)行的性能。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，迭式燃料電池提供的接線端僅僅放置于迭式 燃料電池疊層組件的一個(gè)面上，以便于配線，減小了燃料電池的體積，提 高了性能，另外，本發(fā)明還改進(jìn)了電連接結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步提高了燃料電 池的運(yùn)行穩(wěn)定性能。
上述和/或本發(fā)明的其它特征將被下面的具體實(shí)施實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)，該實(shí) 施方式的迭式燃料電池可以包括具有第一導(dǎo)電極性的第一收集板，具有不 同于第一導(dǎo)電極性的第二導(dǎo)電極性的第二收集板，和至少一臺(tái)位于該收集 的板之間的電生成單元。
至少一臺(tái)電生成單元是因?yàn)橛捎谠跉浜脱踔g的電化學(xué)的反應(yīng)被第一 收集板和第二收集板收集而產(chǎn)生電能的。連接元件壓緊至少一個(gè)封閉連接 在收集板之間的電生成單元。 一個(gè)接線端元件從第二收集板突出并且與第一收集板電連接和與第二收集板絕緣，這種接線端原件被作為具有第一極 性的第一接線端使用。與第一接線端相同的第二接線端位于疊層組件的相 同面上并且具有第二電極性。第二收集板也可以作為第二接線端被使用。
依照本發(fā)明的一種方案，接線端元件包含一個(gè)連接元件。
接線端元件完整地形成在第一收集板上，并且連結(jié)在形成于其間帶有 薄膜絕緣涂層的第二收集板中的接合孔的邊緣。依照本發(fā)明的一種方案， 接線端元件連接到位于第一收集板中的接合孔的邊緣和位于第二收集板中 的接合孔的邊緣，和薄膜絕緣涂層放置在接線端原件和位于第二收集板中 的接合孔的邊緣之間。依照本發(fā)明的一種方案，疊層組件還包括一個(gè)放在 接線端元件和第二收集板之間的絕緣元件。
連接元件被放置在至少一個(gè)電生成單元的外面去直接連接配有第二收 集板的第一收集板。在這種情況下，接線端元件貫穿至少一個(gè)電生成單元 和貫穿至少一個(gè)其中一部分涂有薄膜絕緣層的電生成單元。
依照本發(fā)明的一種方案，連接元件由一個(gè)螺栓和一個(gè)螺母構(gòu)成。
依照本發(fā)明的一種方案，收集板中的其中一個(gè)包含涂有一層從金、銀 和銅族中選擇出的一種材料的鋁材料。
依照本發(fā)明的一種方案， 一枚螺栓被固定到第二收集板和金屬線連結(jié) 到螺栓，這樣第二收集板作為外部的接線端。
依照本發(fā)明的一種方案，疊層組件進(jìn)一步包含一個(gè)第二接線端元件電 連結(jié)到第二收集板并且與第一收集板絕緣。從第二收集板突出的第二接線 端元件和第二接線端元件被作為第二接線端使用。
依照本發(fā)明的一種方案，第二接線端元件構(gòu)成連接元件之一，并且連 接元件構(gòu)成一個(gè)螺栓和一個(gè)螺母。
依照本發(fā)明的另一種方案，所述第二集電板可以進(jìn)一步包括 一個(gè)一
端具有突出物且可與配線固定連接的第一止動(dòng)連接件，所述第一止動(dòng)連接 件與所述第二集電板絕緣連接， 一個(gè)一端具有突出物且可與配線固定連接 的第二止動(dòng)連接件，所述第二止動(dòng)連接件與所述第二集電板電氣連接，以 使所述第二止動(dòng)連接件具有第二電極性，與所述第一止動(dòng)連接件上的所述 突出物相配合的第一接受孔，與所述第二止動(dòng)連接件上的所述突出物相配 合的第二接受孔， 一個(gè)將所述第一止動(dòng)連接件固定于所述第二集電板上的 第一螺釘， 一個(gè)將所述第二止動(dòng)連接件固定于所述第二集電板上的第二螺釘，所述第一螺釘電氣地與所述連接件和所述第一止動(dòng)連接件相連，以使 其所述第一止動(dòng)連接件具有第一電極性。所述第二集電板還包括與所述第 一、第二螺釘相配合的螺紋孔。
如上所述，在本發(fā)明上述的燃料電池中，燃料電池的正負(fù)端子位于疊 層組件的一側(cè)，這樣，易于配線，使其電氣連接結(jié)構(gòu)得到了改進(jìn)，從而縮 小了燃料電池地體積，提高了燃料電池的性能。另外，本發(fā)明還改進(jìn)了配 線與第二集電板的連接方式，在燃料電池運(yùn)行過(guò)程中，不會(huì)造成配線的松 動(dòng)，進(jìn)一步提高了燃料電池的運(yùn)行穩(wěn)定性。


本發(fā)明的上述和其它特性及優(yōu)點(diǎn)將參考附圖所示的實(shí)施方式進(jìn)行描 述，因此會(huì)變得更加清晰。
圖1是依據(jù)本發(fā)明迭式燃料電池的一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是依照本發(fā)明在圖1中展示的迭式燃料電池的疊層組件的分解透 視圖3是本發(fā)明迭式燃料電池的剖視示意圖4是在圖3中展示的迭式燃料電池的第二集電板配線連接和導(dǎo)電極 性示意圖5是依照?qǐng)D1至4中展示的典型實(shí)施方式的迭式燃料電池的接線端 連接結(jié)構(gòu)的平面圖6是依據(jù)本發(fā)明迭式燃料電池第二典型實(shí)施方式的導(dǎo)電件與第二集 電板的連接示意圖7是依據(jù)本發(fā)明迭式燃料電池第二典型實(shí)施方式的第二集電板配線
連接及導(dǎo)電極性的示意圖。
在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)代表相同零件、部件和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明典型實(shí)施方式加以介紹。
圖1是本發(fā)明典型實(shí)施方式迭式燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。參看圖1，本發(fā)明典型實(shí)施方式迭式燃料電池使用一種直接甲醇燃料電
池(DMFC)，該直接甲醇燃料電池直接向疊層組件供應(yīng)燃料以產(chǎn)生電能。
按本發(fā)明的典型實(shí)施方式，迭式燃料電池包括至少一個(gè)借助氫和氧
之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的電發(fā)生單元20、 一個(gè)向電發(fā)生單元20輸送燃料的燃料供應(yīng)器、和一個(gè)向電發(fā)生單元20輸送氧氣的氧氣供應(yīng)器。
電發(fā)生單元20與燃料供應(yīng)器相連，并從燃料供應(yīng)器接受甲醇。此外，電發(fā)生單元20從氧氣供應(yīng)器接受氧氣。此處，電發(fā)生單元20是迭式燃料電池的基本單元，它使甲醇中的氫可以與氧進(jìn)行反應(yīng)，并產(chǎn)生電能。電發(fā)生單元20可以進(jìn)一步包括一個(gè)膜電極組件(MEA) 22、和一個(gè)隔離件26，隔離件26在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)稱之為雙極板。此處，隔離件26設(shè)置于膜電極組件22的兩邊。這樣，連續(xù)排列的多個(gè)電發(fā)生單元20形成了一個(gè)疊層組件10。
燃料供應(yīng)器包括一個(gè)儲(chǔ)存流體燃料的第一燃料箱5，和一個(gè)與第一燃料箱5相連的燃料泵3。
此外，氧氣供應(yīng)器包括一個(gè)抽取空氣并將空氣供給電發(fā)生單元20的空氣泵6。
在具有這種結(jié)構(gòu)的迭式燃料電池10中，當(dāng)燃料從燃料泵3和空氣從空氣泵6分別輸送給電發(fā)生單元20時(shí)，電發(fā)生單元20使燃料中的氫氣與空氣中的氧進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電、水和熱。
DMFC可以進(jìn)一步包括一個(gè)將在疊層組件10中未完全反應(yīng)的燃料進(jìn)行再循環(huán)的再循環(huán)燃料箱(圖中未示出)，和一個(gè)將第一燃料箱5中的高濃度燃料和再循環(huán)燃料箱中的低濃度燃料進(jìn)行混合的混合燃料箱(圖中未示出)。
此外，本發(fā)明的典型實(shí)施方式的迭式燃料電池還可以使用聚合物電解質(zhì)隔膜燃料電池(PEMFC)，這種電池使含有氫的燃料發(fā)生變化以產(chǎn)生氫氣，并使氫氣與氧進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能。與DMFC相比，PEMFC是典型的需要轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)。
下面將對(duì)使用DMFC的迭式燃料電池進(jìn)行介紹。但是，本發(fā)明的迭式燃
料電池不限于DMFC，也可以使用PEMFC。
在圖l所示的典型實(shí)施方式中，當(dāng)燃料從燃料供給器而空氣由空氣泵6供入疊層組件10時(shí)，氫氣與空氣中的氧在疊層組件10中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能。如圖1至3所示，迭式燃料電池中的疊層組件10包括作為燃料電池基本單元的電發(fā)生單元20。電發(fā)生單元20包括隔離件26和放置于隔離件26之間的膜電極組件22。由此，多個(gè)電發(fā)生單元20連續(xù)地堆放起來(lái)形成電發(fā)生單元20的集合體，即疊層組件IO。
放置在隔離件26之間的膜電極組件22包括陽(yáng)極和位于其反面的陰極，以及位于陽(yáng)極和陰極之間的膜電極。
這里，陽(yáng)極用于氧化通過(guò)隔離件26供入的氫氣，使氫原子分裂為氫離子和電子。此外，陰極用于使通過(guò)隔離件26供入的空氣中的氧與從陽(yáng)極轉(zhuǎn)換來(lái)的氫離子和電子進(jìn)行反應(yīng)以致被還原，從而產(chǎn)生熱和水。膜電極可以由具有50卿至200 Mm厚度的固相聚合物電解質(zhì)構(gòu)成，并起到將氫離子從陽(yáng)極傳送到陰極的離子交換膜的作用。
此外，隔離件26緊挨著位于它們之間的膜電極組件22。如本典型實(shí)施方式所示，隔離件26位于膜電極組件22的兩側(cè)，并分別具有燃料通路26a和空氣通路(圖中未示出)。
這里，燃料通路26a面朝著膜電極組件22的陽(yáng)極設(shè)置，并向陽(yáng)極供給燃料。而空氣通路，主要是氧氣通路，面朝著膜電極組件22的陰極設(shè)置，并將空氣中的氧從空氣泵6輸向陰極。
燃料和空氣可以分別通過(guò)燃料通路26a和空氣通路進(jìn)行循環(huán)的方法是公知的，因此在本說(shuō)明書(shū)中略去，不再詳述。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯，燃料和空氣可以通過(guò)任何適當(dāng)形式的燃料通路26a和空氣通路進(jìn)行循環(huán)。
隔離件26可以由石墨或碳纖維復(fù)合材料構(gòu)成并用模鑄法形成燃料通路26a和空氣通路。此外，隔離件26可以由一種或多種金屬，如從鋁、銅、鐵、鎳和鈷族金屬中選出的一種或多種金屬或它們的合金的金屬板材構(gòu)成，經(jīng)壓制形成燃料通路26a和空氣通路。
在本典型實(shí)施方式中，使用尺寸與隔離件26相應(yīng)的壓床將金屬板壓制成隔離件26。此外，隔離件26也可以用注模法或模鑄法制成。
隔離件26也可以用比普通碳材料具有較低導(dǎo)電率的材料或非導(dǎo)電材料，如陶瓷、聚合物、合成樹(shù)脂、橡膠等，以噴射模塑法或擠壓成形法制成。
疊層組件10包括一個(gè)允許在膜電極組件22中產(chǎn)生的電子流動(dòng)的端(圖中未示出)，和一個(gè)將每個(gè)電發(fā)生單元20和與其相鄰的電發(fā)生單元20電氣連接的連接結(jié)構(gòu)，從而使疊層組件10中相鄰的電發(fā)生單元20電氣串聯(lián)起來(lái)。這里，端子和連接結(jié)構(gòu)可以采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟悉的任何適用的結(jié)構(gòu)。因此，略去對(duì)這些結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。
疊層組件10進(jìn)一步包括位于其最外側(cè)的第一和第二集電板324和322，第一集電板324和第二集電板322具有不同的電極性。因而，第一集電板324和第二集電板322收集在疊層組件10中產(chǎn)生的電能，并形成電流。此處，由隔離絕緣物質(zhì)(圖中未示出)將第一和第二集電板324和322與最外側(cè)的隔離件(圖中未示出)相絕緣。
第一和第二集電板324和322緊靠在最外側(cè)的隔離件上，并將它們之間的多個(gè)電發(fā)生單元20壓緊。這樣，第一和第二集電板324和322由單獨(dú)的連接機(jī)構(gòu)將它們連接在一起。例如，連接機(jī)構(gòu)可以是螺栓和螺母，鉚釘?shù)取?br> 如圖2、 3和4所示，螺栓331和333從疊層組件10的外側(cè)在電發(fā)生單元20的上部和下部插入電發(fā)生單元20中，從而將第一和第二集電板324和322彼此連接起來(lái)。螺栓331和333將電發(fā)生單元20壓緊，使它們形成緊密連接。
在本典型實(shí)施方式中，連接機(jī)構(gòu)作為端子。在疊層組件10中的端子電氣連接于第一集電板324并與第二集電板322電氣絕緣。也就是說(shuō)，端子電氣連接于第一集電板324并與第一集電板324具有相同的電極性。在本典型實(shí)施方式中，連接機(jī)構(gòu)作為端子。
換句話說(shuō)，螺栓333中的一個(gè)，后面稱之為"第一螺栓"，電氣連接于第一集電板324，而與第二集電板322電氣絕緣，因此具有與第一集電板24相同的電極性。
更確切地說(shuō)，第一螺栓333連接于形成于第一集電板324上的連接孔324b和形成于第二集電板322上的連接孔322b。在這種情況下，第一螺栓333具有導(dǎo)電接觸第一集電板324上的連接孔324b的接觸部分333a，而在第一螺栓333上與第二集電板322的連接孔322b相接觸的部分上覆蓋有一層絕緣物質(zhì)343，從而使其與第二集電板322電氣絕緣。
如圖2所示，除了與第一集電板324的連接孔324b相應(yīng)的接觸部分333a外，第一螺栓333可以完全被絕緣物質(zhì)343覆蓋住，從而使第一螺栓333具有與第一集電板324相同的電極性。這里，第一螺栓333的端部333b沒(méi)有覆蓋以絕緣物質(zhì)343，因此可以作為端子。
由此，第一螺栓333除了與第一集電板324的連接孔324b相應(yīng)的接觸部分333a和其端部之外完全被絕緣物質(zhì)343覆蓋住，它與第一集電板324導(dǎo)電接觸，而與第二集電板322電氣絕緣，因此起到外部端子的作用。
可以將一個(gè)單獨(dú)的絕緣件放置于第一螺栓333和第二集電板322之間，以便更好地使第一螺栓333和第二集電板322相互絕緣。在本典型實(shí)施方式中，絕緣件可以是在第一螺栓333端部333b上的絕緣墊圈360。在這種情況，當(dāng)?shù)谝宦菟?33與螺母353相連接時(shí)，絕緣墊圈360放置于螺母353和第二集電板322之間，使第一螺栓333和第二集電板322能彼此更好地絕緣。此處，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，墊圈360可以由任何絕緣材料制成。
在本典型實(shí)施方式中，第一螺栓333之外的螺栓331，下面稱之為"第二螺栓"，除了與螺母351相連的端部之外，完全被絕緣物質(zhì)341所覆蓋。此處，第二螺栓331，甚至在與第一集電板324相應(yīng)的連接孔324a的接觸部分，都被絕緣物質(zhì)341所覆蓋。
此處，單獨(dú)的絕緣件放置于第二螺栓331和第一集電板324之間，以便使第二螺栓331更好地與第一集電板324相絕緣。
例如，絕緣件可以是在第二螺栓331端部上的絕緣墊圈(圖中未示出)。在這種情況，絕緣墊圈放置于第二螺栓331和第一集電板324之間，從而使第二螺栓331和第一集電板324之間彼此可以更好地絕緣。
第一集電板324和第二集電板322可以由覆蓋以高導(dǎo)電率的材料，如金、銀、銅等，的鋁材制成，但本發(fā)明不僅限于這些材料。
本發(fā)明的典型實(shí)施方式的疊層組件10還包括一個(gè)通過(guò)燃料泵3向陽(yáng)極輸送燃料的燃料供應(yīng)管325、 一個(gè)排出未在疊層組件10中完全反應(yīng)的燃料的排出管326、 一個(gè)通過(guò)空氣泵6將氧供向陰極的空氣供應(yīng)管327等，它們均設(shè)置于第一集電板324上。這樣，燃料和氧均在一側(cè)注入和排出，并實(shí)現(xiàn)如上所述的相互反應(yīng)。
在具有這種結(jié)構(gòu)的疊層組件10中，第一螺栓333從第二集電板322突出，使第一螺栓333作為第二集電板322上的正或負(fù)端子。
如圖4所示，在第一集電板324具有負(fù)極性而第二集電板322具有正極性的情況，第一螺栓333與第一集電板324電氣連接，并借助絕緣物質(zhì)343與第二集電板322相絕緣，從而使第一螺栓333具有與第一集電板324相同的負(fù)極性。這樣，第一螺栓333的端部333b可以作為負(fù)極性的端子。在圖5所示的典型實(shí)施方式中，第二集電板322具有正極性，而配線380用螺釘381連接于第二集電板322上。由此，第二集電板322可以作為外部正極性端子。
在圖6、圖7所示的是本發(fā)明第二典型實(shí)施方式，在本實(shí)施方式中，第二集電板422可以進(jìn)一步包括 一個(gè)一端具有突出物510a且可與配線490固定連接的第一止動(dòng)連接件510， 一個(gè)與第一止動(dòng)連接件510上的突出物510a相配合的第一接受孔422a，第一接受孔422a可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)，本實(shí)施方式是3個(gè)。第一止動(dòng)連接件510與第二集電板422做絕緣連接，此時(shí)，可以通過(guò)在第一止動(dòng)連接件510上的突出物510a上覆蓋絕緣層，或通過(guò)在第一接受孔422a的內(nèi)緣上覆蓋絕緣層，或在第一止動(dòng)連接件510上的突出物510a和第一接受孔422a的內(nèi)緣上分別覆蓋絕緣層的辦法使第一止動(dòng)連接件510與第二集電板422保持絕緣狀態(tài)。在第二集電板422上還包括將第一止動(dòng)連接件510固定于第二集電板上422的第一螺釘511，第一螺釘511通過(guò)設(shè)置在第一止動(dòng)連接件510上的第一連接孔510b和第二集電板上422上的連接孔422b與第一螺栓433上的螺紋孔433c相配合，從而將第一止動(dòng)連接件510固定于第二集電板上422上，此時(shí)，通過(guò)對(duì)第一典型實(shí)施方式的描述可知，第一螺栓333的端部333b具有負(fù)極性(見(jiàn)圖4)，因此，第一止動(dòng)連接件510也具有負(fù)極性。更進(jìn)一步，本發(fā)明還可以使第一止動(dòng)連接件510本身由絕緣材料制成，而將配線490直接與螺釘511電氣連接，使其具有負(fù)極性。
一個(gè)一端具有突出物520a且可與配線480固定連接的第二止動(dòng)連接件520，第二止動(dòng)連接件520通過(guò)第二螺釘521穿過(guò)設(shè)置在其上的第二連接孔520b與設(shè)置在第二集電板422上的螺紋孔422c電氣連接，這樣就使第二止動(dòng)連接件520具有與第二集電板422相同的電極性，即圖7中所示的正極性。
配線490、 480可以通過(guò)設(shè)置在第一止動(dòng)連接件510和第二止動(dòng)連接件520上的連接孔510c、 520c進(jìn)行連接，當(dāng)然，也可以直接通過(guò)螺釘511和521將配線490、480分別連接于第一止動(dòng)連接件510和第二止動(dòng)連接件520上。
具有上述結(jié)構(gòu)的第一止動(dòng)連接件510和第二止動(dòng)連接件520與第二集電板422連接后不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，因此，保證了配線480、 490與第二集電板422的連接可靠性，同時(shí)，該結(jié)構(gòu)也便于燃料電池的維修。
綜上所述，在本發(fā)明上述典型實(shí)施方式的燃料電池系統(tǒng)中，端子位于疊層組件的一側(cè)，使之易于配線，而電氣連接結(jié)構(gòu)得到了改進(jìn)，從而縮小了燃料電池的體積，提高了燃料電池的性能。另外，本發(fā)明還改進(jìn)了配線與第二集電板的連接方式，在燃料電池運(yùn)行過(guò)程中，不會(huì)造成配線的松動(dòng)，進(jìn)一步提高了燃料電池的運(yùn)行穩(wěn)定性。進(jìn)一步提高了燃料電池的運(yùn)行穩(wěn)定性。
上面借助一些典型實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了介紹，但對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯，本發(fā)明不受上述典型實(shí)施方式的限制，相反，還應(yīng)包括在不離開(kāi)所附權(quán)利要求和其等同物所規(guī)定的本發(fā)明范圍和精神實(shí)質(zhì)的情況下所進(jìn)行的各種改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種迭式燃料電池包括一個(gè)由氫和氧之間產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的疊層組件，該疊層組件包括一個(gè)具有第一電極性的第一集電板；一個(gè)具有與第一電極性不同的第二集電板；至少一個(gè)位于所述第一集電板和所述第二集電板之間的電發(fā)生單元，所述電發(fā)生單元使氫和氧之間進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)并生成電能，該電能收集于所述第一集電板和所述第二集電板；將所述第一集電板和第二集電板之間的至少一個(gè)所述電發(fā)生單元壓緊的連接件；一個(gè)可導(dǎo)電地連接于所述第一集電板并與所述第二集電板絕緣的端子件，所述端子件從所述第二集電板突出，并作為具有所述第一電極性的第一端子；和一個(gè)位于所述疊層組件上并與所述第一端子同一側(cè)的具有所述第二電極性的第二端子件；一個(gè)將含有氫的燃料供給所述疊層組件的燃料供應(yīng)器；與將燃料通過(guò)所述燃料供應(yīng)器供給所述至少一個(gè)電發(fā)生單元相應(yīng)的輸送管和與排出未在疊層組件中完全反應(yīng)的所述燃料的燃料排出管；一個(gè)與供給所述疊層組件含有氧的氧化劑相應(yīng)的氧供應(yīng)器；和與通過(guò)所述氧供應(yīng)器向所述至少一個(gè)電發(fā)生單元輸送和排出氧化劑相應(yīng)的氧化劑輸送管和排出管，其特征在于，所述燃料輸送和排出管和所述氧化劑輸送和排出管均設(shè)置于所述第一集電板上。
2. 按權(quán)利要求1所述的迭式燃料電池，其特征在于，所述第二集電板 作為所述第二端子。
3. 按權(quán)利要求1所述的迭式燃料電池，其特征在于，所述端子件包括 一個(gè)連接件。
4. 按權(quán)利要求1所述的迭式燃料電池，其特征在于，所述端子件整體 形成于所述第一集電板上，并連接于形成在所述第二集電板上的連接孔的 孔緣，在所述端子件和所述孔緣之間設(shè)置有絕緣膜覆蓋層。
5. 按權(quán)利要求1所述的迭式燃料電池，其特征在于，所述端子件連接 于所述第一集電板的連接孔的孔緣和所述第二集電板的連接孔的孔緣，在 所述端子件和所述第二集電板的所述連接孔的孔緣之間設(shè)置有絕緣膜覆蓋 層。
6. 按權(quán)利要求2所述的迭式燃料電池，其特征在于，它進(jìn)一步包括一 個(gè)放置于所述端子件和所述第二集電板之間的絕緣件。
7. 按權(quán)利要求1所述的迭式燃料電池，其特征在于，所述連接件設(shè)置 于所述至少一個(gè)電發(fā)生單元的外側(cè)直接將所述第一集電板與所述第二集電 板連接起來(lái)，所述端子件包括一個(gè)所述連接件，所述連接件還包括螺栓和螺 母。
8. 按權(quán)利要求7所述的迭式燃料電池，其特征在于，所述端子件穿過(guò) 所述至少一個(gè)電發(fā)生單元，并在其穿過(guò)所述電發(fā)生單元的那部分設(shè)置有絕 緣膜覆蓋層。
9. 按權(quán)利要求7所述的迭式燃料電池，其特征在于，所述連接件穿過(guò) 所述第一集電板、所述第二集電板和所述至少一個(gè)電發(fā)生單元，并覆蓋以 絕緣膜，所述連接件和所述第一集電板之間還配有絕緣件。
10. 按權(quán)利要求1、 7或9所述的迭式燃料電池，其特征在于，所述第 二集電板進(jìn)一步包括 一個(gè)一端具有突出物且可與配線固定連接的第一止 動(dòng)連接件，所述第一止動(dòng)連接件與所述第二集電板絕緣連接， 一個(gè)一端具 有突出物且可與配線固定連接的第二止動(dòng)連接件，所述第二止動(dòng)連接件與 所述第二集電板電氣連接，以使所述第二止動(dòng)連接件具有第二電極性，與 所述第一止動(dòng)連接件上的所述突出物相配合的第一接受孔，與所述第二止 動(dòng)連接件上的所述突出物相配合的第二接受孔， 一個(gè)將所述第一止動(dòng)連接 件固定于所述第二集電板上的第一螺釘， 一個(gè)將所述第二止動(dòng)連接件固定 于所述第二集電板上的第二螺釘，所述第一螺釘電氣地與所述連接件和所 述第一止動(dòng)連接件相連，以使其所述第一止動(dòng)連接件具有第一電極性。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種燃料電池，該燃料電池為了配線方便，正負(fù)端子均位于疊層組件的同一側(cè)，使其電氣連接結(jié)構(gòu)得到了改進(jìn)，從而縮小了燃料電池的體積，提高了燃料電池的性能。另外，本發(fā)明還改進(jìn)了配線與集電板的連接方式，在燃料電池運(yùn)行過(guò)程中，該連接方式不會(huì)造成配線與集電板之間的連接松動(dòng)，進(jìn)一步提高了燃料電池的運(yùn)行穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01M8/10GK101494295SQ200810000599
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者嚴(yán)南根 申請(qǐng)人:嚴(yán)南根