[发明专利]一种独立结构燃料电池

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，具体地说是一种独立结构燃料电池，包括膜电极、氢气板、空气板、阳极取电板、阴极取电板、阳极导热片、阴极导热片、导热绝缘片和多孔金属扎带，其中阳极导热片、阳极取电板、氢气板、膜电极、空气板、阴极取电板和阴极导热片依次叠加形成电极主体，所述电池主体外侧缠绕导热绝缘片，所述导热绝缘片外侧缠绕多孔金属扎带，所述氢气板上端设有阳极进气管、下端设有阳极出气管，所述空气板上端设有阴极进气管、下端设有阴极出气管。本发明将燃料电池的散热结构由电池内部转移至外部，打破了传统燃料电池叠片式装配模式，并且简化了生产工艺，满足燃料电池的规模化生产和轻量化集成的要求。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体地说是一种独立结构燃料电池。

背景技术

世界石油危机与环境污染亟需能源领域的技术革新，例如风力发电或太阳能发电到电解水制氢(实现能量储存与运输环节)，再到氢燃料电池发电，氢能源是绿色可再生资源，且具有可移动、使用便利等优点。

氢燃料电池是将氢气中储存的化学能直接转化成电能的发电装置，一方面氢燃料电池具有能量转化效率高、零排放、红外特征弱、可模块化集成等优点，另一方面，氢燃料电池电源储能密度高、燃料补充快，这些特点正是移动电源的必需条件，也决定了氢燃料电池在未来移动电源市场的重要地位。

传统叠片式燃料电池，包括阴极封闭的液冷技术和阴极开放的风冷技术，由多节电池串联模式组装成堆，一般单节电池失效将影响整个电堆的正常运行，且电堆通常采用压板螺栓方式紧固，不利于燃料电池的规模化生产和轻量化、模块化集成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种独立结构燃料电池，将燃料电池的散热结构由电池内部转移至外部，打破了传统燃料电池叠片式装配模式，并且简化了生产工艺，满足燃料电池的规模化生产和轻量化、模块化集成的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种独立结构燃料电池，包括膜电极、氢气板、空气板、阳极取电板、阴极取电板、阳极导热片、阴极导热片、导热绝缘片和多孔金属扎带，其中阳极导热片、阳极取电板、氢气板、膜电极、空气板、阴极取电板和阴极导热片依次叠加形成电极主体，所述电池主体外侧缠绕导热绝缘片，所述导热绝缘片外侧缠绕多孔金属扎带，所述氢气板上端设有阳极进气管、下端设有阳极出气管，所述空气板上端设有阴极进气管、下端设有阴极出气管。

所述氢气板表面设有流道，且所述阳极进气管与所述流道输入端相通，所述阳极出气管与所述流道输出端相通。

所述空气板表面设有流道，且所述阴极进气管与所述流道输入端相通，所述阴极出气管与所述流道输出端相通。

所述阳极进气管和阴极进气管分设于电池主体上端两侧，所述阳极出气管和阴极出气管分设于电池主体下端两侧。

所述阳极取电板上设有负极极耳，所述阴极取电板上设有正极极耳。

所述阳极导热片和阴极导热片均为导热石墨片。

所述导热绝缘片为导热硅胶片。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明采用阴极封闭的空气风冷技术，能够根据反应需求实时调节阴极反应气流量和湿度，从而实现膜电极在水平衡状态下发电，提高了发电可靠性及寿命，相比传统的阴极封闭式液冷技术，风冷结构简单、使用和维护方便。

2、本发明的阳极导热片和阴极导热片均为超高导热石墨片，使平面内具有超高导热性能，且沿两个方向均匀导热，规避了风冷技术可能存在的电池内部较大温差，提高了电池内部散热的均一性。

3、本发明采用导热硅胶片作为导热绝缘片，实现电池外部绝缘，工艺简单，实现电池轻量化，进一步提高电池功率密度，并利用多孔金属扎带紧固电池替代传统压板螺栓的固定方式，简化了生产工艺，同时也进一步减轻电池重量。