[实用新型]一种便携式球状直接甲醇燃料电池

说明书

本实用新型公开了一种便携式球状直接甲醇燃料电池，包括基座、栅孔壳体、若干阳极集电板、催化层、阻醇层、膜电极、阴极集电器、外引导线，所述栅孔壳体呈圆球形或椭球形且下端封闭、上端开口并设有端盖，所述栅孔壳体的圆周壁沿周向均匀设置有若干与经线平行的弧状格栅，所述端盖设置有连接各阳极集电板的外引导线，所述阳极集电板、催化层阻醇层和膜电极弧度一致地由内向外依次紧贴地设在所述栅孔壳体各弧状格栅之间，且各膜电极与栅孔壳体外周面共面，所述阴极集电器呈弧形紧固在栅孔壳体的外周面且和对应的膜电极外表面紧密接触。本实用新型通过球形设计提高了电池的输出性能、体积功率比，可集合成堆栈实现大功率输出的同时便于后续维护。

技术领域

本实用新型涉及直接甲醇燃料电池技术领域，具体涉及一种便携式球状直接甲醇燃料电池。

背景技术

燃料电池产生的电能直接由原料本身的化学能直接转化而来，并且具有较高的能量密度、较低的环境污染性，再加上原料的丰富性等优势，受到了越来越多的关注。其中，相比属于质子交换膜燃料电池的氢燃料电池的氢原料制取成本高、储运危险以及使用条件苛刻等诸多因素，属于同类的直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell，简称DMFC）以甲醇为阳极原料，因其工作温度低（一般在室温工作）、理论比能量高、携带方便和使用安全等特点有着良好的应用前景，被业界认为是最有希望率先实现市场化的一类燃料电池。

传统的平板式DMFC虽然结构简单，制作较为方便，但同时也存在电池整体结构笨重，体积功率比和质量功率比低、产物管理性能较差，双极板造价高昂以及电池组件密封困难等诸多缺点。

而对于现有的管状DMFC，制作方法繁琐，组装较为困难、质量重、流场结构单一，不能满足电池对于良好产物管理的需求、膜电极在高度弯曲过程中易产生裂纹导致催化剂层脱落，很大程度上降低了膜电极的性能。

因此，为较好地解决上述问题，提供一种质量轻盈、易于组装和密封、综合性能优异且便于携带的便携式球状直接甲醇燃料电池具有非常重要的现实意义。

实用新型内容

为了能够有效地降低电池整体重量，更好地实现电池结构紧凑且便于组装和密封，同时有效地缓解阳极反应产物导致的“气淹”和阴极反应产物导致的“水淹”，进而提高电池的综合性能，本实用新型公开了一种便携式球状直接甲醇燃料电池。

本实用新型的目的至少采用如下技术方案之一实现：

一种便携式球状直接甲醇燃料电池，包括基座、设置在基座上的栅孔壳体、若干阳极集电板、催化层、阻醇层、膜电极、阴极集电器、外引导线，所述栅孔壳体呈圆球形或椭球形且下端封闭、上端开口并设有端盖，所述栅孔壳体的圆周壁沿周向均匀设置有若干与经线平行的弧状格栅，所述端盖设置有连接各阳极集电板的外引导线，所述阳极集电板、催化层阻醇层和膜电极弧度一致地由内向外依次紧贴地设在所述栅孔壳体各弧状格栅之间，且各膜电极与栅孔壳体外周面共面，所述的阴极集电器呈弧形紧固在所述栅孔壳体的外周面且和对应的膜电极外表面紧密接触。

进一步地，所述阳极集电板为具有一定曲率的三维结构鱼鳞状拉伸网。所述阳极集电板既起到了流场板的作用，均匀分配燃料、加速气泡排放，还兼具阳极集电的作用，能够传导电子。

进一步地，所述阳极集电板贴合所述催化层一面的各节点为粗糙面，相对的另一面的各节点为光滑面。拉伸网的特殊结构及特定的装配方式为产物气泡提供了同其浮力方向相同的向上分力，使得气泡更快脱离，减轻对燃料的堵塞作用，促进了甲醇的供给和均匀分布。

进一步地，所述弧状格栅的左右两侧设置有用于限位所述阳极集电板的弧形卡槽，方便安装拆卸同时防止在反应过程中阳极集电板的移动滑脱。

进一步地，所述阳极集电板和阴极集电器的材料为不锈钢，耐腐蚀且强度好。