[发明专利]一种自呼吸式直接液体燃料电池装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自呼吸式直接液体燃料电池装置，属于燃料电池技术领域。

背景技术

直接液体燃料电池由于具有燃料来源广泛，便于携带，储存、补充方便，体积和质量比能量高，结构简单，无需外重整设备等特点，而在便携电源和小型民用电源等方面具有广阔的应用前景。被认为是最有市场化潜力和最符合便携电子设备电池发展要求的一种燃料电池。被动式，被动式直接液体燃料电池的阳极进料和阴极氧气进料均不采用外带循环泵，阳极配有燃料储存腔，燃料的供给完全依靠分子从的自主扩散；阴极氧气的供给则完全依靠空气中的氧气通过浓差扩散和空气对流等扩散传递形式到达阴极催化层进行电化学还原反应。因此被动式直接液体燃料电池去除了蠕动泵、空气泵等电池辅助设备以及加热加湿装置，从而降低了电池本身的能量消耗，更加简化了燃料电池系统结构，使电池系统的重量和体积更能满足便携式电源的要求。

但是目前自呼吸式直接液体燃料电池装置存在以下问题：(1)由于自呼吸的方式，多数电池的设计都是单层或双层，这就大大限制了集成电堆的拓展问题(201110220762.9)；(2)多数电池结构设计电堆时都是平面的拓展(201110327664.5)，层叠式的结构很难实现自呼吸。

发明内容

本发明目的是提出一种自呼吸式直接液体燃料电池装置，改变已有液体燃料电池装置的结构，采用层叠式结构，可以通过拓展电池单元的个数来提高功率，使电池装置能实现多层叠加下的自呼吸运行，又能保证单个电池的放电效率，电池装置属于自呼吸式直接液体燃料电池，运行状态下无需外加动力装置。

本发明提出的自呼吸式直接液体燃料电池装置，包括左端盖板、左阴极隔板、左阴极集流体、左膜电极、左阳极集流体、阳极隔板、右阳极集流体、右膜电极、右阴极集流体、右阴极隔板和右端盖板，所述的左端盖板、左阴极隔板、左阴极集流体、左膜电极、左阳极集流体、阳极隔板、右阳极集流体、右膜电极、右阴极集流体、右阴极隔板和右端盖板的四角上各开有装配孔，上端部各开有燃料槽；左端盖板、左阴极隔板、左阴极集流体、左膜电极、左阳极集流体、阳极隔板、右阳极集流体、右膜电极、右阴极集流体、右阴极隔板和右端盖板由左至右依次相互叠压后使用紧固螺栓通过各自四角上的装配孔紧固成一体；

上述的左阴极隔板和右阴极隔板的结构相同，左阴极隔板和右阴极隔板的纵向两边各开有横向空气通道，横向空气通道通过连通槽相连通；

上述的左阴极集流体和所述的右阴极集流体的结构相同，左阴极集流体由上部的绝缘板和下部的金属板组成，金属板上开有纵向通气孔，金属板的下端部设有正极接线柱；

上述的左膜电极的左表面涂有阴极催化剂涂层，左膜电极的右表面涂有阳极催化剂涂层；

上述的左阳极集流体和所述的右阳极集流体的结构相同，左阳极集流体和右阳极集流体的中部各开有横向通液孔，左阳极集流体和右阳极集流体的上端部设有负极接线柱；

上述的阳极隔板由两个阳极隔板单体组成，每个阳极隔板单体上开有导液孔，导液孔通过方形导液槽，方形导液槽与阳极隔板单体上的燃料槽相连通，两个阳极隔板单体相合，半方形导液槽成为方形导液槽；

上述的右膜电极的右表面涂有阴极催化剂涂层，右膜电极的左表面涂有阳极催化剂涂层。

本发明提出的自呼吸式直接液体燃料电池装置，其特点和优点为：

1、本发明电池装置采用多层叠片技术，使得多种功能的模块能有机的组合到一起，大大减小了电池的体积，而且结构简单，可以灵活拆装，可以较容易的实现拓展放大；

2、本发明电池装置中的各部件都是采用精密数控微机械加工的方式获得，结构加工容易实现，加工成本低，设备集成性能良好；

3、本发明电池装置结构采用气体和液体垂直交叉扩散的方式，实现了多层气体扩散问题；

附图说明

图1是本发明提出的自呼吸式直接液体燃料电池装置的结构示意图。

图2是自呼吸式直接液体燃料电池装置的装配图。

图3是自呼吸式直接液体燃料电池装置中阴极隔板的左面结构示意图。

图4是图3所示的阴极隔板的右面结构示意图。

图5是自呼吸式直接液体燃料电池装置中阴极集流体的结构示意图。

图6是自呼吸式直接液体燃料电池装置中膜电极的左面结构示意图。

图7是图6所示的膜电极的右面结构示意图。

图8是自呼吸式直接液体燃料电池装置中阳极集流体的结构示意图。

图9是自呼吸式直接液体燃料电池装置中阳极隔板值单板的结构示意图。