專(zhuān)利名稱(chēng)：積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池，尤指一種積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
直接甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell，DMFC)是一種利用液態(tài)的稀釋甲醇水溶液作為燃料，透過(guò)電化學(xué)程序?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電裝置。其運(yùn)作原理乃以甲醇水溶液在陽(yáng)極觸媒層進(jìn)行氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氫離子(H+)、電子(e-)以及二氧化碳(CO2)，其中氫離子經(jīng)由電解質(zhì)傳遞至陰極，而電子經(jīng)由外部電路傳遞至負(fù)載作功后再傳遞至陰極，此時(shí)供給陰極端的氧氣會(huì)與氫離子及電子在陰極觸媒層進(jìn)行還原反應(yīng)，并產(chǎn)生水。與傳統(tǒng)的發(fā)電方式相較，直接甲醇燃料電池具有低污染、低噪音、高能量密度以及較高的能量轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn)，乃具有前瞻性的干凈能源，可應(yīng)用的領(lǐng)域包括家用發(fā)電系統(tǒng)、電子產(chǎn)品、運(yùn)輸工具、軍用設(shè)備、太空工業(yè)等。
公知燃料電池應(yīng)用于筆記型電腦、掌上電腦(PDA)、攝影機(jī)等手提式的電子產(chǎn)品時(shí)，均需外接一個(gè)由電路板及一些有源與無(wú)源元件如控制芯片、電阻、電感及電容所構(gòu)成的控制盒(control box)，用以監(jiān)控與調(diào)配燃料電池內(nèi)部的燃料容量、濃度、電流量以及電壓等。圖1為公知燃料電池的能量管理系統(tǒng)2示意圖，如圖1所示，公知燃料電池的能量管理系統(tǒng)2包含控制盒4與顯示器6連接至燃料電池8與筆記型電腦10。攜帶時(shí)，此控制盒4將造成額外的負(fù)擔(dān)，并且于生產(chǎn)此控制盒4時(shí)，將使制造成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)，以改善前述公知技術(shù)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種積層整合式燃料電池，其包含有一整合式陰極電極板；至少一個(gè)質(zhì)子交換膜件；一中間接合層，由至少一層接合片所構(gòu)成，包含有至少一個(gè)開(kāi)孔，用以分別容納該質(zhì)子交換膜件；一整合式陽(yáng)極電極板；一流道底板；以及至少一電路控制元件，設(shè)于該整合式陰極電極板以及該流道底板之間。
為此，根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明首先提供一整合式陰極電極板，其包含一基材、一圖案化的銅層于基材正反兩面形成至少一個(gè)陰極電極區(qū)域以及至少一個(gè)導(dǎo)電通孔，其中陰極電極區(qū)域內(nèi)密布有多個(gè)通孔，而導(dǎo)電通孔設(shè)于陰極電極區(qū)域外并以導(dǎo)線電連接至陰極電極區(qū)域。接著提供一中間接合層，此中間接合層由至少一層接合片所構(gòu)成，其包含至少一個(gè)開(kāi)孔形成于接合片中，用以分別容納至少一個(gè)質(zhì)子交換膜件，且中間接合層更包括至少一個(gè)導(dǎo)電通孔相對(duì)于整合式陰極電極板上的導(dǎo)電通孔而配置。隨后提供一整合式陽(yáng)極電極板，其包含一基材、一圖案化的銅層于基材正反兩面形成至少一個(gè)陽(yáng)極電極區(qū)域相對(duì)于陰極電極區(qū)域而配置以及至少一個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)相對(duì)于整合式陰極電極板上的導(dǎo)電通孔而配置，其中陽(yáng)極電極區(qū)域內(nèi)密布有多個(gè)通孔，而導(dǎo)電接點(diǎn)設(shè)于陽(yáng)極電極區(qū)域外并以導(dǎo)線電連接至陽(yáng)極電極區(qū)域，并于整合式陽(yáng)極電極板表面嵌上電路控制元件，此電路控制元件依實(shí)際需要，可包含以下電子元件，例如電容、電阻、電感以及集成電路芯片等，此電路控制元件為一能量管理系統(tǒng)。最后依序?qū)⒄鲜疥帢O電極板、中間接合層以及整合式陽(yáng)極電極板壓合，并將各導(dǎo)電通孔與導(dǎo)電接點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)定位，隨后以一金屬插銷(xiāo)穿過(guò)各導(dǎo)電通孔并連接導(dǎo)電接點(diǎn)以構(gòu)成一雙極板/質(zhì)子交換膜件(MEA)元件，并將雙極板/質(zhì)子交換膜件元件結(jié)合一流道底板以完成本發(fā)明的積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，電路控制元件亦可設(shè)置于中間接合層、整合式陽(yáng)極電極板、流道底板或另一基材上。
根據(jù)本發(fā)明的又一較佳實(shí)施例，電路控制元件中的電阻、電容、電感及集成電路芯片等亦可分開(kāi)設(shè)置于整合式陰極電極板、中間接合層、整合式陽(yáng)極電極板、流道底板或另一基材上。
綜上所述，本發(fā)明的積層整合式燃料電池相較于公知技藝至少包括以下的優(yōu)點(diǎn)(1)可省略一能量控制盒，使燃料電池更方便于攜帶，將更有利將燃料電池應(yīng)用于行動(dòng)式的電子產(chǎn)品上；(2)燃料電池結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵元件所包括的整合式陰極電極板、整合式陽(yáng)極電極板與電路控制元件皆以印刷電路板技術(shù)制成，更有利于降低積層整合式燃料電池的制造成本；(3)本發(fā)明的電路控制元件可被分開(kāi)嵌載于積層整合式燃料電池的不同基材表面，如此可節(jié)省電子元件所占有的面積，將更有利于電路控制元件的配置與基材表面的規(guī)劃及利用；以及(4)以成熟的印刷電路板技術(shù)制作積層整合式燃料電池可達(dá)量產(chǎn)規(guī)模。


圖1為公知燃料電池的能量管理系統(tǒng)示意圖。
圖2顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)其各部分解示意圖。
圖3至圖7說(shuō)明本發(fā)明積層整合式燃料電池第一實(shí)施例的制造方法。
圖8至圖13說(shuō)明本發(fā)明積層整合式燃料電池第二實(shí)施例的制造方法。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明2 能量管理系統(tǒng) 4 控制盒6 顯示器 8 燃料電池10 筆記型電腦 200 整合式陰極電極板201 陰極電極區(qū)域 202 陰極電極區(qū)域203 陰極電極區(qū)域 204 陰極電極區(qū)域205 陰極電極區(qū)域 210 基材211 導(dǎo)電通孔 212 導(dǎo)電通孔
213 導(dǎo)電通孔214 導(dǎo)電通孔215 導(dǎo)電通孔221 固接穿孔222 固接穿孔223 固接穿孔224 固接穿孔250 導(dǎo)線251 導(dǎo)線252 導(dǎo)線253 導(dǎo)線254 導(dǎo)線261 極接點(diǎn) 270 銅層280 通孔300 質(zhì)子交換膜件單元301 質(zhì)子交換膜件302 質(zhì)子交換膜件303 質(zhì)子交換膜件304 質(zhì)子交換膜件305 質(zhì)子交換膜件400 中間接合層401 開(kāi)孔402 開(kāi)孔403 開(kāi)孔404 開(kāi)孔405 開(kāi)孔411 導(dǎo)電通孔412 導(dǎo)電通孔413 導(dǎo)電通孔414 導(dǎo)電通孔415 導(dǎo)電通孔421 固接穿孔422 固接穿孔423 固接穿孔424 固接穿孔480 接合片 500 整合式陽(yáng)極電極板501 陽(yáng)極電極區(qū)域502 陽(yáng)極電極區(qū)域503 陽(yáng)極電極區(qū)域504 陽(yáng)極電極區(qū)域505 陽(yáng)極電極區(qū)域510 基材511 導(dǎo)電接點(diǎn)512 導(dǎo)電接點(diǎn)513 導(dǎo)電接點(diǎn)514 導(dǎo)電接點(diǎn)515 導(dǎo)電接點(diǎn)521 固接穿孔522 固接穿孔523 固接穿孔524 固接穿孔531 電容
532 電阻533 電感534 集成電路芯片535 導(dǎo)線570 銅層580 通孔600 流道底板601 燃料流道621 固接穿孔622 固接穿孔623 固接穿孔624 固接穿孔700 積層整合式燃料電池 800 整合式陰極電極板802 基材804 基材806 盲孔808 導(dǎo)電通孔812 電容814 集成電路芯片816 陰極電極區(qū)域818 通孔820 中間接合層 824 接合片826 開(kāi)孔828 質(zhì)子交換膜件830 導(dǎo)電通孔840 整合式陽(yáng)極電極板842 基材844 基材846 盲孔848 導(dǎo)電接點(diǎn)850 電感852 電阻854 陽(yáng)極電極區(qū)域856 通孔具體實(shí)施方式
為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖。然而附圖僅供參考與輔助說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
請(qǐng)參閱圖2，圖2顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的積層整合式燃料電池700的結(jié)構(gòu)其各部分解示意圖。為簡(jiǎn)化說(shuō)明，本發(fā)明積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)700以五個(gè)串聯(lián)基本電池單元為例作說(shuō)明，但公知該項(xiàng)技藝者應(yīng)理解本發(fā)明并非僅限亦為本發(fā)明應(yīng)用涵蓋的范疇。如圖2所示，本發(fā)明積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)700包括有整合式陰極電極板200、質(zhì)子交換膜件(Membrane ElectrodeAssembly，MEA)單元300、中間接合層400、整合式陽(yáng)極電極板500以及流道底板600。
整合式陰極電極板200包括有基材210、陰極電極區(qū)域201、202、203、204及205、導(dǎo)電通孔211、212、213、214及215。在陰極電極區(qū)域201、202、203、204及205以及導(dǎo)電通孔211、212、213、214及215以外的基材210表面上涂布阻焊劑(Solder Resist)。在基材210四個(gè)角落另有固接穿孔221、222、223及224。
整合式陰極電極板200以與印刷電路板制程兼容的方法所制成，其中基材210可以為玻纖強(qiáng)化高分子材料(Glass Fiber Reinforced Polymeric Material)所構(gòu)成，如ANSI級(jí)的FR-1、FR-2、FR-3、FR-4、FR-5、CEM-1或CEM-3等等。各個(gè)陰極電極區(qū)域201、202、203、204及205為基材210表面的被圖樣化的銅箔所構(gòu)成，皆含有多個(gè)通孔，其通孔率(定義為通孔面積與各個(gè)陰極電極區(qū)域面積的比值×100％)至少為50％?；?10上的導(dǎo)電通孔212經(jīng)由導(dǎo)線250與陰極電極區(qū)域201相導(dǎo)通，導(dǎo)電通孔213經(jīng)由導(dǎo)線251與陰極電極區(qū)域202相導(dǎo)通，導(dǎo)電通孔214經(jīng)由導(dǎo)線252與陰極電極區(qū)域203相導(dǎo)通，導(dǎo)電通孔215經(jīng)由導(dǎo)線253與陰極電極區(qū)域204相導(dǎo)通。陰極電極區(qū)域205經(jīng)由導(dǎo)線254連接至正極(陰極)接點(diǎn)261。導(dǎo)電通孔211，其作為負(fù)極(陽(yáng)極)接點(diǎn)，與正極接點(diǎn)261和外部電路相連接，構(gòu)成電池的回路。
質(zhì)子交換膜件單元300包括有質(zhì)子交換膜件301、質(zhì)子交換膜件302、質(zhì)子交換膜件303、質(zhì)子交換膜件304以及質(zhì)子交換膜件305。質(zhì)子交換膜件單元300內(nèi)的各質(zhì)子交換膜件可采用如杜邦公司Nafion質(zhì)子交換膜，或具有相同功能的其它固態(tài)質(zhì)子交換膜。
中間接合層400由至少一層接合片(Bonding Sheet)所構(gòu)成，接合片可以為印刷電路板制程中常用的部分聚合階段(B-stage)的「PREPREG」樹(shù)脂膠片等材質(zhì)，可以在140℃以下的溫度下處理約30分鐘達(dá)到完全聚合熟化程度。中間接合層400包含有五個(gè)開(kāi)孔401、402、403、404及405，用以分別容納質(zhì)子交換膜件301、質(zhì)子交換膜件302、質(zhì)子交換膜件303、質(zhì)子交換膜件304及質(zhì)子交換膜件305。在開(kāi)孔401的一側(cè)，相對(duì)于基材210的導(dǎo)電通孔211的位置，設(shè)有一導(dǎo)電通孔411。而在開(kāi)孔402、403、404及405的相同側(cè)，分別對(duì)應(yīng)于基材210的導(dǎo)電通孔212、213、214及215的位置，設(shè)有導(dǎo)電通孔412、413、414及415。在本發(fā)明其它較佳實(shí)施例中，中間接合層400可另包含有一支撐層，其為聚合纖維材料所構(gòu)成，如FR-1、FR-2、FR-3、FR-4、FR-5、CEM-1或CEM-3等等。中間接合層400四個(gè)角落相對(duì)于基材210的固接穿孔221、222、223及224另設(shè)有固接穿孔421、422、423及424。
整合式陽(yáng)極電極板500包括有基材510、陽(yáng)極電極區(qū)域501、502、503、504及505、導(dǎo)電接點(diǎn)511、512、513、514及515以及電路控制元件，此電路控制元件依實(shí)際需要，可包含以下電子元件，例如電容531、電阻532、電感533以及集成電路芯片534，并以導(dǎo)線535電連接，可構(gòu)成燃料電池700的能量管理系統(tǒng)。在基材510四個(gè)角落相對(duì)于基材210的固接穿孔221、222、223及224另設(shè)有固接穿孔521、522、523及524。整合式陽(yáng)極電極板500同樣以與印刷電路板制程兼容的方法所制成，其中基材510可以為聚合纖維材料所構(gòu)成，如ANSI級(jí)的FR-1、FR-2、FR-3、FR-4、FR-5、CEM-1或CEM-3等等。各個(gè)陽(yáng)極電極區(qū)域501、502、503、504及505為基材510表面的被圖樣化的銅箔所構(gòu)成，皆含有多個(gè)通孔，其通孔率至少為50％。
流道底板600上具有預(yù)設(shè)的燃料流道601，以及相對(duì)于基材210的固接穿孔221、222、223及224另設(shè)有固接穿孔621、622、623及624。流道底板600可以為聚合材質(zhì)所構(gòu)成，如環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺(polyimide)或壓克力(Acrylic)等，并以機(jī)械車(chē)刀洗出預(yù)定流道結(jié)構(gòu)，或以射出成型方式制成。
組裝時(shí)，將整合式陰極電極板200、質(zhì)子交換膜件單元300、中間接合層400以及整合式陽(yáng)極電極板500依序堆疊粘合固接。其中，整合式陰極電極板200的導(dǎo)電通孔211、212、213、214及215分別與中間接合層400的導(dǎo)電通孔411、412、413、414及415對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)與整合式陽(yáng)極電極板500的導(dǎo)電接點(diǎn)511、512、513、514及515對(duì)準(zhǔn)，并以金屬插銷(xiāo)(未顯示)分別穿過(guò)導(dǎo)電通孔，然后進(jìn)行鎖固以使電路導(dǎo)通焊接固接。如此，使得整合式陰極電極板200的陰極電極區(qū)域201經(jīng)由導(dǎo)線250、導(dǎo)電通孔212及412、整合式陽(yáng)極電極板500的導(dǎo)電接點(diǎn)512，電連接至整合式陽(yáng)極電極板500的陽(yáng)極電極區(qū)域502；而使得整合式陰極電極板200的陰極電極區(qū)域202經(jīng)由導(dǎo)線251、導(dǎo)電通孔213及413、整合式陽(yáng)極電極板500的導(dǎo)電接點(diǎn)513，電連接至整合式陽(yáng)極電極板500的陽(yáng)極電極區(qū)域503，以此類(lèi)推，而構(gòu)成五個(gè)串聯(lián)的基本電池單元的燃料電池。整合式陰極電極板200的導(dǎo)電通孔211(作為燃料電池的負(fù)極)，則透過(guò)中間接合層400的導(dǎo)電通孔411，電連接至整合式陽(yáng)極電極板500的導(dǎo)電接點(diǎn)511以及陽(yáng)極電極區(qū)域501。
以下，繼續(xù)以圖3至圖7說(shuō)明本發(fā)明積層整合式燃料電池700第一實(shí)施例的制造方法。
請(qǐng)參考圖3，首先提供一整合式陰極電極板200，其包含一基材210、一圖案化的銅層270于基材210正反兩面形成至少一個(gè)陰極電極區(qū)域202以及至少一個(gè)導(dǎo)電通孔212，其中陰極電極區(qū)域202內(nèi)密布有多個(gè)通孔280，根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，所有通孔280的總面積需占各預(yù)定電極區(qū)域50％以上(通孔率)。
如圖4所示，接著提供一中間接合層400，其由至少一層接合片480所構(gòu)成，其包含至少一個(gè)開(kāi)孔402形成于各接合片480中，用以容納質(zhì)子交換膜件302，通常，質(zhì)子交換膜件302的厚度為決定接合片480片數(shù)多寡的主要因素。且中間接合層400更包括至少一個(gè)導(dǎo)電通孔412相對(duì)于導(dǎo)電通孔212而配置。
如圖5所示，一整合式陽(yáng)極電極板500，其包含一基材510、一圖案化的銅層570于基材510正反兩面形成至少一個(gè)陽(yáng)極電極區(qū)域502相對(duì)于陰極電極區(qū)域202而配置以及至少一個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)512相對(duì)于導(dǎo)電通孔212而配置，其中陽(yáng)極電極區(qū)域502內(nèi)密布有多個(gè)通孔580，根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，所有通孔580的總面積需占各預(yù)定電極區(qū)域50％以上(通孔率)。
如圖6所示，于整合式陽(yáng)極電極板500表面嵌上電路控制元件，此電路控制元件依實(shí)際需要，可包含以下電子元件，例如電容電阻、電感以及集成電路芯片等，為方便說(shuō)明起見(jiàn)，本實(shí)施例的電路控制元件乃采用一電容531、一電阻532、一電感533以及一集成電路芯片534。電路控制元件為一能量管理系統(tǒng)，可以監(jiān)控與調(diào)配燃料電池內(nèi)部的燃料容量、濃度、電流量以及電壓等。
如圖7所示，依序?qū)⒄鲜疥帢O電極板200、中間接合層400以及整合式陽(yáng)極電極板500壓合，并將導(dǎo)電通孔212、412以及導(dǎo)電接點(diǎn)512對(duì)準(zhǔn)定位，隨后以一金屬插銷(xiāo)(未顯示)穿過(guò)導(dǎo)電通孔212、412并連接導(dǎo)電接點(diǎn)512以構(gòu)成一雙極板/質(zhì)子交換膜件(MEA)元件，最后將雙極板/質(zhì)子交換膜件元件結(jié)合一流道底板(未顯示)以完成本發(fā)明的積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)。
值得注意的是，電路控制元件亦可嵌載于整合式陽(yáng)極電路板、中間接合層、流道底板或另一基材上。
請(qǐng)參考圖8至圖13，圖8至圖13說(shuō)明本發(fā)明積層整合式燃料電池第二實(shí)施例的制造方法。本發(fā)明的第二實(shí)施例與上述第一實(shí)施例不同的是，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，電路控制元件中所包含的所有電子元件被嵌載于同一基材表面，例如整合式陰極電路板、整合式陽(yáng)極電路板、中間接合層、流道底板或另一基材的表面；而本發(fā)明的第二實(shí)施例中的電路控制元件中的電子元件，例如電阻、電容、電感及集成電路芯片等亦可分開(kāi)設(shè)置于整合式陰極電極板、中間接合層、整合式陽(yáng)極電極板、流道底板或另一基材上，如此將可節(jié)省電子元件所占有的面積，更有利于電路控制元件的配置與基材表面的規(guī)劃及利用。
如圖8所示，整合式陰極電極板800包含基材802、基材804、至少一個(gè)盲孔806、導(dǎo)電通孔808及電路控制元件中的電容812與集成電路芯片814。其中，基材802與基材804可以是至少一面有圖案化的銅層，本實(shí)施例中，基材802為雙面有圖案化的銅層，基材804為單面有圖案化的銅層。整合式陰極電極板800由基材804以無(wú)銅層的表面與基材802所壓合而形成，其中盲孔806形成于基材804中，導(dǎo)電通孔808形成于基材802與804中，電路控制元件中的電容812與集成電路芯片814分別形成于基材802與804表面。
如圖9所示，于整合式陰極電極板800中形成至少一個(gè)陰極電極區(qū)域816，其中陰極電極區(qū)域816內(nèi)密布有多個(gè)通孔818，根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，所有通孔818的總面積需占各預(yù)定電極區(qū)域50％以上(通孔率)。
如圖10所示，提供一中間接合層820，由至少一層接合片824所構(gòu)成，各接合片824中包含至少一個(gè)開(kāi)孔826，用以容納質(zhì)子交換膜件828，且中間接合層820更包括至少一個(gè)導(dǎo)電通孔830，此導(dǎo)電通孔830相對(duì)于導(dǎo)電通孔808而配置。
如圖11所示，整合式陽(yáng)極電極板840包含基材842、基材844、至少一個(gè)盲孔846、導(dǎo)電接點(diǎn)848及電路控制元件中的電感850與電阻852。其中，基材842可以是至少一面有圖案化的銅層，基材844也可以是至少一面有圖案化的銅層，本實(shí)施例中，基材842為單面有圖案化的銅層，基材844為雙面有圖案化的銅層。整合式陽(yáng)極電極板840由基材842以無(wú)銅層的表面與基材844所壓合而形成，其中盲孔846形成于基材842中，導(dǎo)電接點(diǎn)848形成于基材842表面，電路控制元件中的電感850與電阻852分別形成于基材842與844表面。
如圖12所示，于整合式陽(yáng)極電極板840中形成至少一個(gè)陽(yáng)極電極區(qū)域854，其中陽(yáng)極電極區(qū)域854內(nèi)密布有多個(gè)通孔856，根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，所有通孔856的總面積需占各預(yù)定電極區(qū)域50％以上(通孔率)。
如圖13所示，依序?qū)⒄鲜疥帢O電極板800、中間接合層820以及整合式陽(yáng)極電極板840壓合，并將導(dǎo)電通孔808、830以及導(dǎo)電接點(diǎn)848對(duì)準(zhǔn)定位，隨后以一金屬插銷(xiāo)(未顯示)穿過(guò)導(dǎo)電通孔808、830并連接導(dǎo)電接點(diǎn)848以構(gòu)成一雙極板/質(zhì)子交換膜件(MEA)元件，最后將雙極板/質(zhì)子交換膜件元件結(jié)合一流道底板(未顯示)以完成本發(fā)明的積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種積層整合式燃料電池，其特征在于，包含有一整合式陰極電極板；至少一個(gè)質(zhì)子交換膜件；一中間接合層，由至少一層接合片所構(gòu)成，包含有至少一個(gè)開(kāi)孔，用以分別容納該質(zhì)子交換膜件；一整合式陽(yáng)極電極板；一流道底板；以及至少一電路控制元件，設(shè)于該整合式陰極電極板以及該流道底板之間。
2.如權(quán)利要求1所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該整合式陰極電極板另包含有一第一基材；至少一個(gè)陰極電極區(qū)域；以及至少一個(gè)第一導(dǎo)電通孔。
3.如權(quán)利要求2所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該陰極電極區(qū)域?yàn)橐汇~層，設(shè)于該第一基材的正反兩面，其內(nèi)密布有多個(gè)通孔，而該第一導(dǎo)電通孔設(shè)于該陰極電極區(qū)域外并以導(dǎo)線電連接至該陰極電極區(qū)域。
4.如權(quán)利要求2所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該質(zhì)子交換膜件相對(duì)于該陰極電極區(qū)域而配置。
5.如權(quán)利要求2所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該中間接合層另包括有至少一個(gè)第二導(dǎo)電通孔，且該第二導(dǎo)電通孔相對(duì)于該第一導(dǎo)電通孔而配置。
6.如權(quán)利要求2所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該整合式陽(yáng)極電極板另包括有一第二基材；至少一個(gè)陽(yáng)極電極區(qū)域，相對(duì)于該陰極電極區(qū)域而配置；以及至少一個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)，相對(duì)于該第一導(dǎo)電通孔而配置。
7.如權(quán)利要求6所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該整合式陰極電極板、所述質(zhì)子交換膜件單元、該中間接合層以及該整合式陽(yáng)極電極板為依序堆疊粘合固接，且該整合式陰極電極板的該第一導(dǎo)電通孔分別與該中間接合層的該第二導(dǎo)電通孔對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)與該整合式陽(yáng)極電極板的該導(dǎo)電接點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，并分別焊接固著。
8.如權(quán)利要求2所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該積層整合式燃料電池另包含有至少一第三基材，設(shè)于該整合式陰極電極板及該流道底板之間，且該電路控制元件嵌載于該第三基材的表面。
9.如權(quán)利要求8所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該第三基材另包括有至少一個(gè)第三導(dǎo)電通孔，且該第三導(dǎo)電通孔相對(duì)于該第一導(dǎo)電通孔而配置。
10.如權(quán)利要求1所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該電路控制元件選自電容、電阻、電感以及集成電路芯片。
11.如權(quán)利要求1所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該電路控制元件用以構(gòu)成該燃料電池的能量管理系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求1所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該電路控制元件嵌載于該整合式陰極電極板的表面。
13.如權(quán)利要求1所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該電路控制元件嵌載于該中間接合層的表面。
14.如權(quán)利要求1所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該電路控制元件嵌載于該整合式陽(yáng)極電極板的表面。
15.如權(quán)利要求1所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該電路控制元件嵌載于該流道底板的表面。
16.如權(quán)利要求1所述的積層整合式燃料電池，其特征在于，該接合片為印刷電路板制程中常用的部分聚合階段的PREPREG樹(shù)脂膠片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種積層整合式燃料電池的結(jié)構(gòu)，包含有整合式陰極電極板，包括一基材、至少一個(gè)陰極電極區(qū)域以及至少一個(gè)導(dǎo)電通孔；中間接合層，由至少一層接合片所構(gòu)成，包括有至少一個(gè)開(kāi)孔，用以容納至少一個(gè)質(zhì)子交換膜件，以及至少一個(gè)導(dǎo)電通孔；整合式陽(yáng)極電極板，包括有一基材、至少一個(gè)陽(yáng)極電極區(qū)域、至少一個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)以及一電路控制元件形成于基材表面；以及流道底板。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，使燃料電池更方便于攜帶，并可降低制造成本。
文檔編號(hào)H01M8/00GK1797833SQ200410104159
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者劉永義, 何信芳, 尚希賢, 陳怡成 申請(qǐng)人:南亞電路板股份有限公司