專利名稱：燃料電池堆結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種燃料電池堆結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)于一種燃料電池堆結(jié)構(gòu)， 其具備組裝容易的優(yōu)點。
背景技術(shù)：
美國專利早期公開US20060051626A1《燃料電池堆結(jié)構(gòu)(Fuel Cell Stack)》已揭露一種燃料電池堆的結(jié)構(gòu)，以及美國專利早期公開 US20050074652A1《直接液態(tài)饋入式燃料電池堆結(jié)構(gòu)(Direct Liquid Feed Fuel Cell Stack)》也已揭露一種燃料電池堆的結(jié)構(gòu)，以及美國專利早期公 開US20050042493A1《燃料電池裝置(Fuel Cell Device)》也已揭露一種燃 料電池堆的結(jié)構(gòu)。此三種所揭露的燃料電池堆結(jié)構(gòu)乃有助于燃料電池堆 結(jié)構(gòu)的開發(fā)者了解燃料電池堆結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的發(fā)明人有鑒于習(xí)知燃料電池堆結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)上尚有改進之 處，因而亟思發(fā)明而改良出一種燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其具備組裝容易的優(yōu) 點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池堆結(jié)構(gòu)，具備組裝容易的優(yōu)點。
為達上述目的，本發(fā)明包括 一片第一陰極端板、 一第一燃料電池 模塊、 一片陽極流道板、 一第二燃料電池模塊、 一片第二陰極端板，由 上而下堆棧而成；其中，該第一燃料電池模塊、該第二燃料電池模塊為相同結(jié)構(gòu)，以及各個燃料電池模塊分別包括 一片陰極集電板、至少一 個以上的膜電極組、 一片黏合膠片，具有至少一個容置空間，且該些容 置空間用來分別容置該些膜電極組、 一片定位板，具有至少一個以上的 容置空間、至少一片以上的集電片，分別設(shè)置于該定位板的該些容置空 間；其中該黏合膠片用來將該陰極集電板與該定位板黏著一起，且該陰 極集電板與定位板將該些膜電極組夾層于其間，其中該第一陰極端板與 該第二陰極端板為相同結(jié)構(gòu)，兩者內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有朝向第一方向的陰極 流道結(jié)構(gòu)，其中該陽極流道板兩相對表面各設(shè)有朝向第二方向的陽極流 道結(jié)構(gòu)，并且該第一陰極端板與該第二陰極端板的第一方向陰極流道結(jié) 構(gòu)垂直于該陽極流道板的第二方向陽極流道結(jié)構(gòu)。
為能對本發(fā)明的構(gòu)造、特征及其使用功效有更深一層的認識與了解， 茲舉較佳的可行實施例并配合圖式詳細說明如下


圖1顯示由圖2A至圖2B所一起構(gòu)成的本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)的架構(gòu)圖。
圖2A顯示本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)第一部分的立體分解圖。 圖2B顯示本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)第二部分的立體分解圖。 圖3顯示本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)的立體組合圖。 圖4顯示本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)組合有第一種型態(tài)風(fēng)罩與風(fēng)扇的立 體示意圖。
圖5顯示本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)組合有第二種型態(tài)風(fēng)罩與風(fēng)扇的立 體示意圖。主要組件符號說明
10燃料電池堆結(jié)構(gòu)
101A第一陰極端板
101B第二陰極端板
1011陰極流道結(jié)構(gòu)
1012 凹部
1013 螺孔
1014 凸蓋
1015 凹孔
1016 通道 102A第一燃料電池模塊 102B第二燃料電池模塊
1021陰極集電板
10211
10212
10213
洞孔 螺孔 洞孔
1022
1023
1024
1025
膜電極組 黏合膠片
10231 容置空間
10232 螺孔
10233 洞孔 定位板
10241 容置空間
10242 螺孔
10243 洞孔 集電片 10251 片體103 陽極流道板
1031 陽極燃料注入口
1032 陽極燃料流出口
1033 陽極流道結(jié)構(gòu)
1033 洞孔
1034 螺孔
1035 洞孔
104 第一墊片
1041 螺孔
1042 洞孔 106 第二墊片
1061 螺孔 108 螺件 110 壓板
1101 螺孔 20第一風(fēng)罩 21 鉤合部 30第一風(fēng)扇 40第二風(fēng)罩 41 鉤合部 50第二風(fēng)扇
具體實施例方式
圖1顯示由圖2A至圖2B所一起構(gòu)成的本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)的架 構(gòu)圖，圖2A顯示本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)第一部分的立體分解圖，圖2B 顯示本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)第二部分的立體分解圖，以及圖3顯示本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)的立體組合圖。在圖1至圖3中，本發(fā)明燃料電池堆 結(jié)構(gòu)10主要包括 一片第一陰極端板101A、第一燃料電池模塊102A、
一片第一陽極流道板103、第二燃料電池模塊102B與第二陰極端板IOIB， 以下將分別詳述該些構(gòu)件。
第一燃料電池模塊102A、第二燃料電池模塊102B皆采用相同結(jié)構(gòu)， 以及各個燃料電池模塊102A、 102B分別包括 一片陰極集電板1021、 至少一個以上的膜電極組1022、 一片黏合膠片1023、 一片定位板1024、 至少一片以上的集電片1025。
陰極集電板1021設(shè)置有復(fù)數(shù)個貫穿洞孔10211，以及陰極集電板 1021的周圍設(shè)置有螺孔10212與洞孔10213。該些洞孔10211用來讓陰 極燃料以及陰極生成物通過。陰極集電板1021的基材可以選擇采用抗化 性非導(dǎo)體工程塑料基板、塑料碳基板、FR4基板、FR5基板、環(huán)氧樹酯 基板、玻纖基板、陶瓷基板、高分子塑化基板、復(fù)合式材料基板、印刷 電路基材等其中一種。
膜電極組1022的具體實施例乃可以采用相關(guān)習(xí)知技藝，例如可以直 接實行由質(zhì)子交換膜所作成的直接甲醇膜電極組。
黏合膠片1023具有至少一個容置空間10231 ，且該些容置空間10231 用來分別容置該些膜電極組1022。黏合膠片1023的周圍設(shè)置有螺孔 10232與洞孔10233。黏合膠片1023的材質(zhì)可以采用PP膠。
定位板1024具有至少一個容置空間10241，且該些容置空間10241 用來容置該些集電片1025。定位板1024的周圍設(shè)置有螺孔10242與洞孔 10243。定位板1024的基材可以選擇采用抗化性非導(dǎo)體工程塑料基板、 塑料碳基板、FR4基板、FR5基板、環(huán)氧樹酯基板、玻纖基板、陶瓷基 板、高分子塑化基板、復(fù)合式材料基板、印刷電路基材等其中一種。集電片1025乃設(shè)置一個向外延伸而出的片體10251，而片體10251 的功能主要是用來作為該些膜電極組1022的串聯(lián)或并聯(lián)的電氣性連接的 使用。集電片1025設(shè)置復(fù)數(shù)個洞孔，而該些洞孔用來讓陽極燃料以及陽 極生成物通過。集電片1025的材料采用導(dǎo)電材料，且同時最好是具備抗 腐蝕及/或防酸的抗化性物理性質(zhì)，例如其可以選擇不銹鋼(SUS316)片、 金箔、鈦金屬、石墨材料、碳金屬化合物材料、金屬合金片及低阻抗的 高分子導(dǎo)電片等其中一種。
陽極流道板103進一步設(shè)置一個陽極燃料注入口 1031 (INLET)，以 及一個陽極燃料流出口 1032 (OUTLET)。陽極燃料注入口 1031與陽極 燃料流出口 1032用來作為燃料電池堆結(jié)構(gòu)10所使用陽極燃料的單一出 入口。陽極流道板103為雙面陽極流道板，其兩相對立表面各設(shè)有朝向 第二方向的陽極流道結(jié)構(gòu)1033，例如實行為沿垂直方向而設(shè)置的陽極流 道結(jié)構(gòu)1033。陽極流道板103的周圍設(shè)置有螺孔1034與洞孔1035。陽 極流道板103的基材可以選擇采用抗化性非導(dǎo)體工程塑料基板、塑料碳 基板、FR4基板、FR5基板、環(huán)氧樹酯基板、玻纖基板、陶瓷基板、高 分子塑化基板、復(fù)合式材料基板、印刷電路基材等其中一種。
第一陰極端板101A與第二陰極端板101B采用為相同結(jié)構(gòu)，兩者皆 為單面陰極端板，各個陰極端板IOIA、 101B的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有朝向第 一方向的陰極流道結(jié)構(gòu)1011，例如實行為沿水平方向而設(shè)置的陰極流道 結(jié)構(gòu)1011。各個陰極端板IOIA、 101B的外側(cè)表面各設(shè)有至少一個凹部 1012。此外，第一陰極端板101A與第二陰極端板101B的周圍各設(shè)置有 螺孔1013、凸蓋1014、凹孔1015。通道1016乃設(shè)置位于該些陰極流道 結(jié)構(gòu)1011與螺孔1013、凸蓋1014之間。第一陰極端板101A與第二陰 極端板101B的基材可以選擇采用抗化性非導(dǎo)體工程塑料基板、塑料碳基板、FR4基板、FR5基板、環(huán)氧樹酯基板、玻纖基板、陶瓷基板、高分 子塑化基板、復(fù)合式材料基板、印刷電路基材等其中一種。
本發(fā)明的第一陰極端板101A與第二陰極端板101B的第一方向陰極 流道結(jié)構(gòu)1011垂直于陽極流道板103的第二方向陽極流道結(jié)構(gòu)1033。
第一墊片104設(shè)置有至少三個螺孔1041與兩個洞孔1042，該些螺孔 1041與洞孔1042對應(yīng)于在陰極流道板105所設(shè)的螺孔1054與洞孔1055， 以及同時對應(yīng)于在第一陰極端板101A與第二陰極端板101B所設(shè)的螺孔 1013與凸蓋1014。
第二墊片106設(shè)置有至少三個螺孔1061，該些螺孔1061對應(yīng)于在陰 極流道板105所設(shè)的螺孔1054，以及同時對應(yīng)于在第一陰極端板101A 與第二陰極端板101B所設(shè)的螺孔1013。
第一墊片104與第二墊片106可以采用橡膠材質(zhì)。
壓板IIO設(shè)置有至少兩個螺孔1101，且該些螺孔1101對應(yīng)于在第一 陰極端板101A與第二陰極端板101B周圍所設(shè)的螺孔1013。壓板110可 以采用硬質(zhì)金屬材質(zhì)。
在進行組裝本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)10時，首先是將兩片定位板1024 分別貼附于該陽極流道板103相對兩外側(cè)，然后將四片集電片1025分別 放置于該兩片定位板1024的容置空間10241。
接著，將兩片黏合膠片1023黏附于該兩片定位板1024外側(cè)表面， 使得該些集電片1025夾置于該定位板1024與該黏合膠片1023之間。再 將四片膜電極組1022分別放置于兩片黏合膠片1023的兩個容置空間 10231內(nèi)，使得集電片1025分別接觸于該四片膜電極組1022的陽極位置 與陰極位置，而成為陽極集電片1025與陰極集電片1025，同時集電片 1025延伸的片體10251也會伸出兩片定位板1024外。接著，將兩片陰極集電板1021黏附于該兩片黏合膠片1023外側(cè)表 面，來將四片膜電極組1022夾置于定位板1024與黏合膠片1023之間。 之后將兩片第一墊片104與四片第二墊片106分別貼附于該第一陰極端 板101A與第二陰極端板101B的內(nèi)側(cè)表面，以及將各三片壓板110分別 貼附于該第一陰極端板101A與該第二陰極端板101B的外側(cè)表面的凹部 1012，接著將該第一陰極端板101A與該第二陰極端板101B分別貼附于 該兩片陰極集電板1021的外側(cè)表面，使得該些第一墊片104與第二墊片 106夾置于該第一陰極端板IOIA與該第二陰極端板IOIB之間。
最后將復(fù)數(shù)根螺件108依序分別穿過該燃料電池堆結(jié)構(gòu)10的第一陰 極端板101A、第一燃料電池模塊102A、陽極流道板103、第二燃料電池 模塊102B、第二陰極端板IOIB，以及復(fù)數(shù)個第一墊片104、第二墊片106 與壓板110的螺孔，以組裝完成本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)10。
如圖4所示，本發(fā)明第一風(fēng)罩20兩側(cè)設(shè)有對應(yīng)的鉤合部21，而第一 風(fēng)罩20以鉤合部21鉤合燃料電池堆結(jié)構(gòu)10相對兩外側(cè)第一陰極端板 101A與第二陰極端板101B的凹孔1015，藉此將第一風(fēng)罩20結(jié)合于燃 料電池堆結(jié)構(gòu)10。第一風(fēng)扇30結(jié)合于第一風(fēng)罩20。
如圖5所示，本發(fā)明第二風(fēng)罩40兩側(cè)設(shè)有對應(yīng)的鉤合部41，而第二 風(fēng)罩40以鉤合部41鉤合燃料電池堆結(jié)構(gòu)10相對兩外側(cè)第一陰極端板 101A與第二陰極端板101B的凹孔1015，藉此將第二風(fēng)罩40結(jié)合于燃 料電池堆結(jié)構(gòu)IO。第二風(fēng)扇50結(jié)合于第二風(fēng)罩40。
第一風(fēng)扇30與第二風(fēng)扇50例如可以選擇采用鼓風(fēng)扇、風(fēng)扇等，其 主要功能是提供氣體流動的推進力，使得外界的空氣以及陰極生成物能 夠在燃料電池堆結(jié)構(gòu)10中流動。
在前述實施例，該些洞孔1042、 10213、 10243、 1035是用來分別讓陽極燃料與陽極生成物能夠流通的通道。該些凸蓋1014是用來封閉蓋住
在位于燃料電池堆結(jié)構(gòu)IO最外兩側(cè)面的該些洞孔1042。
在前述實施例，通道1016是用來至少讓陰極燃料能夠流通的通道。 本發(fā)明燃料電池堆結(jié)構(gòu)IO乃具備組裝容易的特色，此項即為本發(fā)明
的優(yōu)點與有益效果所在。
但以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，當不能用以限定本發(fā)明可
實施的范圍，凡熟悉于本技藝人士所明顯可作變化與修飾，皆應(yīng)視為不
悖離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種燃料電池堆結(jié)構(gòu)，包括一片第一陰極端板(101A)、一第一燃料電池模塊(102A)、一片陽極流道板(103)、一第二燃料電池模塊(102B)、一片第二陰極端板(101B)，由上而下堆棧而成；其中該第一燃料電池模塊(102A)、該第二燃料電池模塊(102B)為相同結(jié)構(gòu)，以及各個燃料電池模塊(102A、102B)分別包括一片陰極集電板(1021)；至少一個以上的膜電極組(1022)；一片黏合膠片(1023)，具有至少一個容置空間，且該些容置空間用來分別容置該些膜電極組；一片定位板(1024)，具有至少一個以上的容置空間；至少一片以上的集電片(1025)，分別設(shè)置于該定位板的該些容置空間；其中該黏合膠片(1023)用來將該陰極集電板(1021)與該定位板(1024)黏著一起，且該陰極集電板(1021)與定位板(1024)將該些膜電極組(1022)夾層于其間；其中該第一陰極端板(101A)與該第二陰極端板(101B)為相同結(jié)構(gòu)，各個陰極端板(101A、101B)內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有朝向第一方向的陰極流道結(jié)構(gòu)；其中該陽極流道板(103)兩相對表面各設(shè)有朝向第二方向的陽極流道結(jié)構(gòu)；其中該第一方向垂直于該第二方向。
2、 如權(quán)利要求l所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一燃料 電池模塊、該第二燃料電池模塊的陰極集電板，分別各設(shè)置復(fù)數(shù)個貫穿 洞孔。
3、 如權(quán)利要求l所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中陽極流道板(103)、陰極集電板(1021)、黏合膠片(1022)、以及定位板(1024)，分別各設(shè)置有彼此對應(yīng)的復(fù)數(shù)個通孔與復(fù)數(shù)個螺孔。
4、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中第一陰極端板(101A)以及第二陰極端板(101B)的內(nèi)側(cè)表面分別各設(shè)置有復(fù)數(shù)個 凸蓋與復(fù)數(shù)個螺孔。
5、 如權(quán)利要求l所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中第一陰極端板(101A)、以及第二陰極端板(101B)的外側(cè)表面，分別各設(shè)置復(fù)數(shù)個 凹部(1012)。
6、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包括復(fù)數(shù)個第一墊片(104)以及復(fù)數(shù)個第二墊片(106)。
7、 如權(quán)利要求6所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中第一墊片(104)與第二墊片(106)的材質(zhì)為橡膠。
8、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包括復(fù)數(shù)個壓板(IIO)。
9、 如權(quán)利要求8所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中壓板的材質(zhì)為硬質(zhì)金屬。
10、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中黏合膠片(1023)的材質(zhì)為PP膠。
11、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中第一陰極端板(101A)、第二陰極端板(101B)、定位板(1024)、陽極流道板(103) 的基材，選擇自抗化性非導(dǎo)體工程塑料基板、塑料碳基板、FR4基板、 FR5基板、環(huán)氧樹酯基板、玻纖基板、陶瓷基板、高分子塑化基板、復(fù) 合式材料基板、印刷電路基材等其中一種。
12、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中集電片(1025)設(shè)置一個向外延伸而出的片體(10251)。
13、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包括第一風(fēng)罩(20)，用來結(jié)合第一風(fēng)扇(30)。
14、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包括第二風(fēng)罩(40)，用來結(jié)合第二風(fēng)扇(50)。
15、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中該第一陰極端板(101A)與該第二陰極端板(101B)的陰極流道結(jié)構(gòu)，沿水平方向 設(shè)置。
16、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中該陽極流道板(103)的陽極流道結(jié)構(gòu)，沿垂直方向設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明是一種燃料電池堆結(jié)構(gòu)，包括一片第一陰極端板、一第一燃料電池模塊、一片陽極流道板、一第二燃料電池模塊、一片第二陰極端板，由上而下堆棧而成；其中，該第一燃料電池模塊、該第二燃料電池模塊為相同結(jié)構(gòu)，以及各個燃料電池模塊分別包括一片陰極集電板、至少一個以上的膜電極組、一片黏合膠片，具有至少一個容置空間，且該些容置空間用來分別容置該些膜電極組、一片定位板，具有至少一個以上的容置空間、至少一片以上的集電片，分別設(shè)置于該定位板的該些容置空間；其中該黏合膠片用來將該陰極集電板與該定位板黏著一起，且該陰極集電板與定位板將該些膜電極組夾層于其間，其中該第一陰極端板與該第二陰極端板為相同結(jié)構(gòu)，兩者內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有朝向第一方向的陰極流道結(jié)構(gòu)，其中該陽極流道板兩相對表面各設(shè)有朝向第二方向的陽極流道結(jié)構(gòu)，并且該第一陰極端板與該第二陰極端板的第一方向陰極流道結(jié)構(gòu)垂直于該陽極流道板的第二方向陽極流道結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01M8/24GK101414690SQ20071016321
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者宇庭頤, 張倉銘, 張家豪, 蔡銘煌, 鄧豐毅 申請人:英屬蓋曼群島商勝光科技股份有限公司