[实用新型]一种直接甲醇燃料电池堆

说明书

本实用新型公开了一种直接甲醇燃料电池堆。该电池堆中的各级单电池包括膜电极组件、位于膜电极组件两侧的集电板、位于集电板外侧的阳极双极支撑板和阴极支撑板、位于电池堆两端的右侧阳极支撑板和左侧阳极支撑板；还包括螺栓组、导电连接器、注液装置和外围电路控制系统；所述电池堆上方为导电连接器和注液装置；所述阳极集电板和阴极集电板为流场板与集电极的一体化，均由导电引出框和导电鱼鳞状拉伸网组合而成。本实用新型可以有效地减轻电池堆的重量，此外，拉伸网作为阴阳极的流场板能有效地缓解阳极的气淹和阴极的水淹现象，从而更好实现全被动式燃料电池堆。同时，拉伸网的应用还有利于减少电池的内阻，提高电池的输出性能。

技术领域

本实用新型涉及直接甲醇燃料电池技术领域，具体涉及一种直接甲醇燃料电池堆。

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。

对于阳极二氧化碳堵塞造成的“气淹”和阴极水堵塞造成的“水淹”，均属于产物管理问题，产物生成后，通过多孔气体扩散层进入到流场中，合适的多孔气体扩散层和流场结构将有助于产物及时有效脱离和排出，否则将会影响反应物的分布，甚至完全阻隔，无法为电化学反应提供基本的燃料供给，导致电池性能降低，甚至停止工作。因此，从这方面来讲，两极的产物管理问题是DMFC中一个亟待解决的部分，不容忽视。

目前，大部分的研究者在解决产物管理问题时的研究主体是集电板的结构，但大部分的探究是集中于被动式的直接甲醇燃料单电池，而对被动式的直接甲醇燃料电池堆的探究却较少，但后者中的产物管理相比前者而言更为重要，且存在更高的应用价值。与此同时，传统的集电板大多为二维结构，加工工艺繁琐，加工成本较高。再加上，传统集电板整体均为金属材料，导致电池堆重量增加的同时，使得电池内部的电阻也相应增大。本实用新型中，电池大部分的构成元件均采用环氧树脂材料，有效降低电池堆的重量和电池内阻。再者，拉伸网作为集电板的一部分，通过设备冲压变形而形成，成品零件呈三维结构。在加工过程中，拉伸网仅存在塑性变形，且无废料产生，省去传统加工的热处理、线切割、抛光等步骤，节省时间和经济成本。进一步地，拉伸网有利于阳极二氧化碳气体的排放，缓解阳极“气淹”。拉伸网亦有利于将阴极水滴形成水通道，缓解阴极“水淹”，因而更好地实现了全被动式的直接甲醇燃料电池堆。

实用新型内容

为了可以有效地减轻电池堆的重量，有效地缓解阳极的“气淹”和阴极的“水淹”现象，从而更好实现全被动式燃料电池堆，并且减少电池的内阻，提高电池的输出性能，本实用新型公开了一种直接甲醇燃料电池堆。

一种直接甲醇燃料电池堆，电池堆中的各级单电池包括膜电极组件6、位于膜电极组件两侧的阳极集电板和阴极集电板、分别位于阳极集电板和阴极集电板外侧的阳极双极支撑板5和阴极支撑板4、位于电池堆两端的右侧阳极支撑板3和左侧阳极支撑板7；

电池堆还包括用于固定的螺栓组2、导电连接器8、注液装置1和外围电路控制系统；所述注液装置（1）位于导电连接器（8）的上方；所述的燃料电池电池堆上方为导电连接器和注液装置；所述的阳极集电板和阴极集电板为流场板与集电极的一体化，阳极集电板和阴极集电板均由金属导电引出框和导电鱼鳞状拉伸网组合而成。

优选的，膜电极组件包括阴阳极多孔气体扩散层、阴阳极催化层和质子交换膜。

优选的，所述的拉伸网具有三维结构，为一独立零件嵌入金属导电引出框内。

优选的，所述金属导电引出框和拉伸网的材料均为不锈钢316。