[实用新型]氢燃料电池单体结构

说明书

本实用新型公开了一种氢燃料电池单体结构，包括壳体（1）、均压腔（3）和电池主体，均压腔（3）和电池主体均位于壳体（1）内部，电池主体包括阳极（11）、阴极（13）、质子交换膜（12）、氢气催化层（5）、氢离子扩散层（6）、反应层（8），均压腔（3）的进气口与氢气入口相连，均压腔（3）的出气口通过供氢通道（4）与阴极（13）相连，阴极（13）、氢气催化层（5）、氢离子扩散层（6）、质子交换膜（12）、反应层（8）、阳极（11）顺次贴合。本实用新型主要运用于新能源车辆，其原材料丰富，产物环保，且大幅度提高了电池的最大放电电流和功率，与锂离子电池联合工作，能减少备用锂电池成本。

技术领域

本实用新型涉及一种氢燃料电池单体结构。

背景技术

人类对新能源的广泛运用，导致了二次电池市场的急速扩大。当前新能源体系中对二次电池的要求无处不在。无论是电动汽车，风能，太阳能并网还是电网调峰，都急需一种廉价，可靠，安全和寿命长的二次电池。目前所发展的二次电池主要集中在锂离子电池，高温钠硫电池，钠镍氯电池和钒液流电池。这些电池都具有各自的优点，比如锂离子电池和高温钠硫电池寿命长以及能量密度高，钒液流电池更是理论上具备无限的寿命等。但无论哪种电池，都无法同时满足廉价，可靠，安全和寿命长的要求。传统的锂离子电池过于昂贵，且有安全隐患；高温钠硫电池制造技术门槛高，售价昂贵；钒液流电池多项技术瓶颈目前都未能获得突破等。

锂离子动力蓄电池包通常安装在底盘车架内，由于空间限制，一个电池包的能量（200度电）只能运行100公里左右，车辆续航里程有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氢燃料电池单体结构，解决自放电问题，操作安全、循环性能优良。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：氢燃料电池单体结构，包括壳体、均压腔和电池主体，壳体上设有氢气入口和空气入口，均压腔和电池主体均位于壳体内部，电池主体包括阳极、阴极、质子交换膜、氢气催化层、氢离子扩散层、反应层，均压腔的进气口与壳体上的氢气入口相连，均压腔的出气口通过供氢通道与阴极相连，阴极、氢气催化层、氢离子扩散层、质子交换膜、反应层、阳极顺次贴合。

所述的阳极通过供氧通道与壳体上的空气入口相连。

所述反应层的底部设有排水管道。

所述的壳体外侧设有造氢装置，造氢装置的氢气出口与壳体上的氢气入口相连。

所述的阴极底部连接有氢气回收管，氢气回收管与壳体上的氢气入口相连。

所述的质子交换膜为全氟磺酸膜，该全氟磺酸膜的化学性质稳定、热稳定性好、电压降低、电导率高，可在强酸、强碱、强氧化剂介质和高温等苛刻条件下使用。

所述的氢气催化层为铂质金属片，加快反应进行速率。

本实用新型的有益效果是：

1）氢燃料电池工作效率高，清洁无污染，过载能力强，其短时过载能力可达200%的额定功率，更适合于车辆的加速、爬坡等工况。

2）氢燃料电池装配在原电池包的容积内，随车辆运行持续发电，供电给车载的20度左右的高功率锂离子电池牵引车辆，延长了车辆续航里程，减少了大量建设和备用锂电池成本，也能有效减轻车身重量。

3）质子交换膜采用的全氟磺酸膜的化学性质稳定、热稳定性好、电压降低、电导率高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中，1-壳体，2-氢气回收管，3-均压腔，4-供氢通道，5-氢气催化层，6-氢离子扩散层，7-造氢装置，8-反应层，9-排水管道，10-供氧通道，11-阳极，12-质子交换膜，13-阴极。

具体实施方式