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CN201041818Y - 用于燃料电池的集电板 - Google Patents

用于燃料电池的集电板 Download PDF

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CN201041818Y
CN201041818Y CNU2006200122211U CN200620012221U CN201041818Y CN 201041818 Y CN201041818 Y CN 201041818Y CN U2006200122211 U CNU2006200122211 U CN U2006200122211U CN 200620012221 U CN200620012221 U CN 200620012221U CN 201041818 Y CN201041818 Y CN 201041818Y
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CN
China
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CNU2006200122211U
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许锡铭
张仓铭
潘俊祎
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Antig Technology Co ltd Taipeh T'ai Pei Tw
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Antig Technology Co ltd Taipeh T'ai Pei Tw
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    • Y02E60/50Fuel cells

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Abstract

本实用新型提供一种用于燃料电池的集电板,包括:一板体,具有至少一个以上的集电区。至少一条以上的走线,设置于该板体的表面。以及,至少一个以上的预先预制的集电片,是一种高导电性材料,其中该些集电片分别紧密贴合且覆盖住该板体的该些集电区,且延伸接触于该些走线。

Description

用于燃料电池的集电板
技术领域
本实用新型涉及电池领域,特别涉及一种用于燃料电池的具有高电流收集能力的集电板。
背景技术
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。燃料电池的种类相当多,而且分类的方式也各有不同,若根据电解质性质不同加以区分,有碱性燃料电池、磷酸燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化物燃料电池等五种不同电解质的燃料电池。然而,传统燃料电池在进行电化学反应的过程中,集电板(包括:阳极集电板与阴极集电板)收集电流的能力向来无法达到很高的水平,而且集电板长时间处于燃料及电化学反应生成物中的抗腐蚀或抗酸的能力也不是很好,而且损害其寿命。另外,传统的集电板除了重量不够轻的缺点外,其制造程序也很繁琐。
实用新型内容
针对以上现有技术的不足,本实用新型的主要目的,是提供一种用于燃料电池的集电板,具备有高电流收集能力的优点。
本实用新型的次要目的,是提供一种用于燃料电池的集电板,其能够有效防止燃料或电化学反应生成物对其表面进行破坏,而且具有重量轻及利于制造等优点。
为达上述目的,本实用新型提供一种用于燃料电池的集电板,包括:
一板体,具有至少一个以上的集电区;
至少一条以上的走线,设置于该板体的表面上;以及
至少一个以上的预先预制的集电片,是一种高导电性材料,其中该些集电片分别紧密贴合且覆盖住该板体该些集电区,且延伸接触于该些走线。
该集电片具有一延伸部,且该延伸部接触于该走线,其通过电气性连接于该走线。
该板体的基材,是一印刷电路板基板。
该板体的基材,是选择于FR4基板、FR5基板、环氧树酯基板、玻纤基板、陶瓷基板、高分子塑化基板或者复合式材料基板。
该高导电性材料,是一种抗腐蚀和/或防酸的抗化性材料。
该高导电性材料,是选择于不锈钢材料、金材料、钛材料、石墨材料或者碳金属化合物材料。
该板体在该集电区范围内具有多个贯通孔。
该集电片具有至少一个以上的贯通孔来分别对应该集电区范围内的该些贯通孔,且该集电片的该些贯通孔的样式与该集电区范围内的该些贯通孔一致。
该些贯通孔的布置形成栅栏式结构。
该些贯通孔的布置形成网状结构。
该些集电片是由点焊或氩焊或粘合方式而压合密接至该板体。
该走线,是印刷式布线。
该些集电片是使用粘合剂而被压合密接至该板体。
该粘合剂,是Prepreg树脂胶片。
该粘合剂,是AB胶。
该些集电区是形成于阳极集电板的板体;以及,贴合覆盖于该些集电区的该些集电片,分别接触于该些膜电极组。
实施本实用新型,可以使燃料电池的集电板备有高电流收集能力,且能够有效防止燃料或电化学反应生成物对其表面进行破坏,并具有重量轻及利于制造等优点。
附图说明
图1为使用本实用新型集电板的燃料电池的立体分解图。
图2为本实用新型集电板的立体分解图。
图3为图2中的集电板(2)的一变化实施例的立体组合图。
图4为图2中的集电板(2)的另一变化实施例的立体组合图。
图中:
燃料电池(1)            阴极集电板(10)
膜电极组板(12)         膜电极组(120)
阳极集电板(14)         集电片(140)
流道板(16)             集电板(2)
板体(20)               集电区(200)
贯通孔(200a)           走线(202)
集电片(22)             贯通孔(220)
延伸部(222)            板体(30)
集电片(32)             贯通孔(34)
板体(40)   集电片(42)  贯通孔(44)
具体实施方式
为使熟悉该项技艺人士了解本实用新型的目的、特征及功效,利用下述具体实施例,并配合附图,对本实用新型详加说明如后:
图1为使用本实用新型集电板的燃料电池的立体分解图。如图1所示,依照由左至右的顺序,燃料电池(1)至少包括有:阴极集电板(10)、膜电极组板(12)、阳极集电板(14)、流道板(16)。其中,膜电极组板(12)具有至少一个以上的膜电极组(120),且阴极集电板(10)是接触膜电极组(120)结构中的阴极电极(或空气电极)的一侧。
图2为本实用新型集电板的立体分解图。本实用新型的集电板(2),可应用于图1中燃料电池(1)的阴极集电板(10)与阳极集电板(14)。如图2所示,本实用新型的集电板(2)主要包括:板体(20)、走线(202)以及集电片(22)。以下分别详述该些构件:板体(20)的基材可以采用印刷电路板基板来制作,例如选用FR4基板、FR5基板、环氧树酯基板、玻纤基板、陶瓷基板、高分子塑化基板或者复合式材料基板等其中一种。如图2所示,板体(20)设置有一个以上的集电区(200)。关于集电区(200)的形成,可以通过将集电区(200)范围内的板体(20)预先进行蚀刻移除金属的处理程序,而形成一绝缘区,或者是将板体(20)上除了集电区(200)与走线(202)以外的薄金属层予以蚀刻移除,而形成一金属导电线路。而且各个集电区(200)的所在位置分别对应到图1中燃料电池(1)的各个膜电极组(120)的所在位置。再者,在板体(20)的厚度方向上,将属于集电区(200)的板体(20)贯穿出多个贯通孔(200a),由此,让燃料能够通过贯通孔(200a)而流入至膜电极组(120),同时,让膜电极组(120)在电化学反应后所生成的反应物(如:二氧化碳),能够通过贯通孔(200a)而流出。
同时,本实用新型的集电板(2)包括至少一条以上的走线(202),设置于板体(20)的表面,而且可用印刷式布线(printed circuitry)来具体实施。
再者,本实用新型的集电板(2)包括至少一个以上的预先预制的集电片(22)。集电片(22)是使用一种高导电性材料,且同时也是抗腐蚀和/或防酸的抗化性材料,此类高导电性材料可以选择不锈钢材料、金材料、钛材料、石墨材料、碳金属化合物材料等其中的一种。而且如图1所示,该些集电片(22)分别紧密贴合且覆盖住板体(20)的该些集电区(200),且延伸接触于该些走线(202)。再如图2所示,集电片(22)具有一延伸部(222),而延伸部(222)可接触于走线(202),并通过电气性连接于走线(202),最后即如图1中的阴极集电板(10)与阳极集电板(14)所示。在制程实施上,该些集电片(22)可以用点焊或氩焊或粘合方式而压合密接至板体(20)上,而且使用一种粘合剂(如:Prepreg树脂胶片、AB胶等)使得集电片(22)能够被压合密接至板体(20)。
如图1示,本实用新型集电板(2)的集电区(200)可以形成于燃料电池(1)中的阳极集电板(14)的板体,且贴合覆盖于该些集电区(200)的该些集电片(140),接触于燃料电池(1)中的膜电极组(120)。再者,阳极集电板(14)与流道板(16)接触的表面,在对应于该些集电区(200)范围内的薄金属层可以使用化学蚀刻等方式予以移除,或者可以在薄金属层的表面施予抗腐蚀和/或防酸等保护程序,例如:喷覆一层薄铁氟龙、或贴覆Prepreg树脂胶片、或溅镀(电镀)抗腐蚀金属层(如金、碳、钛、石墨等)。
此外,如图2所示,集电片(22)设置有一个以上的贯通孔(220)以分别对应集电区(200)范围内的贯通孔(200a),且集电片(22)的贯通孔(220)的样式与集电区(200)范围内的贯通孔(200a)一致。由此,让燃料或空气能够通过贯通孔(220),再经过板体(20)的贯通孔(200a),而流入至膜电极组(120)。
图3中所示的图2的集电板(2)的变化实施例的立体组合图。如图3所显示,板体(30)与集电片(32)所具有贯通孔(34)的布置形成一种栅栏式结构。而图4则显示图2的集电板(2)的另一变化实施例的立体组合图。如图4所示,板体(40)与集电片(42)所具有贯通孔(44)的布置形成一种网状结构。图3及图4在此主要是用以说明本实用新型集电板的型式并非限定于图2所示的型式,其当然亦可以有各种不同型式,图3与图4也仅是其中一种型式而已。
本实用新型的集电板能够应用在各类的燃料电池,例如:应用在采用甲醇燃料的燃料电池,或是采用液态燃料的燃料电池、采用气态燃料的燃料电池、采用固态燃料的燃料电池等等。最后,归纳本实用新型的特点及功效如下:
1.本实用新型集电板所使用的集电片,同时具有高导电性与抗腐蚀和/或防酸的抗化性等特质,因而本实用新型集电板的集电能力优越,而且可以有效防止燃料(如:甲醇)或电化学反应生成物对集电片的表面进行破坏,因而降低燃料电池的汰换率。
2.本实用新型集电板中的集电片可使用一种金属箔片的结构,由于集电片极为轻薄,因而使得集电板的体积与重量都大为减少,这将有利于应用至可携式电子产品中。
3.本实用新型集电板的制造方法,是利用预先预制好的集电片,再施以点焊或粘合等方式将集电片压合密接至板体上,以目前制程技术而言,是相当方便且极易达成的制造方法,因而本实用新型集电板有利于大量制造。
虽然本实用新型已以具体实施例所述如上,但其所揭露的具体实施例并非用以限定本实用新型,任何熟悉此技艺者,在不脱离本实用新型的精神和范围内,可作各种更动与润饰,所作的更动与润饰皆属于本实用新型的范畴,因此本实用新型的保护范围应当以权利要求部分为准。

Claims (16)

1.一种用于燃料电池的集电板,其特征在于,包括:
一板体,具有至少一个以上的集电区;
至少一条以上的走线,设置于该板体的表面上;以及
至少一个以上的预先预制的集电片,是一种高导电性材料,其中该些集电片分别紧密贴合且覆盖住该板体该些集电区,且延伸接触于该些走线。
2.根据权利要求1所述的集电板,其特征在于:该集电片具有一延伸部,且该延伸部接触于该走线,其通过电气性连接于该走线。
3.根据权利要求1所述的集电板,其特征在于:该板体的基材,是一印刷电路板基板。
4.根据权利要求3所述的集电板,其特征在于:该板体的基材,是选择于FR4基板、FR5基板、环氧树酯基板、玻纤基板、陶瓷基板、高分子塑化基板或者复合式材料基板。
5.根据权利要求1所述的集电板,其特征在于:该高导电性材料,是一种抗腐蚀和/或防酸的抗化性材料。
6.根据权利要求5所述的集电板,其特征在于:该高导电性材料,是选择于不锈钢材料、金材料、钛材料、石墨材料或者碳金属化合物材料。
7.根据权利要求1所述的集电板,其特征在于:该板体在该集电区范围内具有多个贯通孔。
8.根据权利要求7所述的集电板,其特征在于:该集电片具有至少一个以上的贯通孔来分别对应该集电区范围内的该些贯通孔,且该集电片的该些贯通孔的样式与该集电区范围内的该些贯通孔一致。
9.根据权利要求7所述的集电板,其特征在于:该些贯通孔的布置形成栅栏式结构。
10.根据权利要求7所述的集电板,其特征在于:该些贯通孔的布置形成网状结构。
11.根据权利要求1所述的集电板,其特征在于:该些集电片是由点焊或氩焊或粘合方式而压合密接至该板体。
12.根据权利要求1所述的集电板,其特征在于:该走线,是印刷式布线。
13.根据权利要求11所述的集电板,其特征在于:该些集电片是使用粘合剂而被压合密接至该板体。
14.根据权利要求13所述的集电板,其特征在于:该粘合剂,是Prepreg树脂胶片。
15.根据权利要求13所述的集电板,其特征在于:该粘合剂,是AB胶。
16.根据权利要求1所述的集电板,其特征在于:该些集电区是形成于阳极集电板的板体;以及,贴合覆盖于该些集电区的该些集电片,分别接触于该些膜电极组。
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