[实用新型]堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆

说明书

技术领域

本实用新型涉及甲醇燃料电池堆，具体涉及堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆。

背景技术

自呼吸直接甲醇燃料电池的阴极侧无需气体或液体循环的辅助设备，气体扩散层与空气直接接触，通过氧气的扩散和空气的自然对流循环，满足燃料电池阴极侧物质传递和能量传递的要求，即实现电池自身的阴极自呼吸功能。目前，现有的直接甲醇燃料电池堆包括平面型自呼吸式直接甲醇燃料电池堆和堆式强制驱动的直接甲醇燃料电池电堆。平面型自呼吸式直接甲醇燃料电池堆通常在同一质子交换膜上一次热压形成多块MEA膜电极，且共用一块阳极极板，形成准双极性双面自呼吸式的平面型电池堆。但是，由于电池阴极需要通畅的空气自然流动，因此该电池堆无法做到多层堆叠结构，使空间的利用受到限制，无法做到更高的电压和较高的功率；堆式强制驱动的直接甲醇燃料电池堆必须附有气体及液体循环的辅助设备，增加了系统复杂程度，无法缩小辅助系统的体积及减少辅助部件的数量，目前仅适用于电池阴阳极均采用强制驱动的电池组，并且由于阴极没有与空气直接接触，阴极无法实现自呼吸。

发明内容

针对上述已有技术存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一个技术方案，一种堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆，包括2个或2个以上平面型直接甲醇燃料电池单元、端板、紧固部件、固定杆，其特征在于：在相邻的平面型直接甲醇燃料电池单元之间安装设置有通孔的定位环，所述定位环与平面型燃料电池单元之间形成夹角，且定位环使两相邻二个平面型直接甲醇燃料电池单元有设定距离的空气流通通道，所述端板安装在电池堆的两端面，所述固定杆穿过端板、平面型直接甲醇燃料电池单元和定位环的通孔，在固定杆的二端用紧固部件紧固；其中定位环对相邻二个平面型燃料电池单元进行定位，由于定位环使两相邻二个平面型直接甲醇燃料电池单元有设定距离的空气流通通道，将增强阴极侧空气的自然对流，可以有效降低电池单元对电池阴极空气流动的阻碍，不需附有促使气体流动的辅助设备，且可以组装多个平面型燃料电池单元，能实现自呼吸，电池正常运行后，由于温度的提升和水蒸气的排出，还可进一步强化阴极空气流动，从而提高电池性能。

根据本实用新型所述的堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆的一个优选方案，所述相邻二个平面型直接甲醇燃料电池单元之间相互平行并在周向错位0∽90度γ角度层叠，且第2n-1个平面型直接甲醇燃料电池单元之间相位一致，第2n个平面型直接甲醇燃料电池单元之间相位一致，n为大于等于1的自然数。

根据本实用新型所述的堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池的一个优选方案，所述平面型直接甲醇燃料电池单元由一个单电池构成。

根据本实用新型所述的堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆的一个优选方案，所述平面型直接甲醇燃料电池单元由2个电池构成，其中两个电池各有一个阴极、共有一个阳极，并且两个阴极在共有的阳极两侧，使用该结构，电池单元的阴极全部裸露在外表面，便于阴极与空气直接接触，实现自呼吸。

根据本实用新型所述的堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆的一个优选方案，所述平面型直接甲醇燃料电池单元由2个单电池构成，并且一个单电池的阳极紧靠另一个单电池的阳极，使用该结构，电池单元的阴极全部裸露在外表面，便于阴极与空气直接接触，实现自呼吸。

本实用新型所述的堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆可以有效降低燃料电池单元对电池阴极空气流动的阻碍，电池正常运行后，由于温度的提升和水蒸气的排出，还可进一步强化阴极空气流动，从而提高电池性能，与现有技术相比，可大幅增加平面式燃料电池的组装密度及单位面积上有效的反应面积比例，使采用自呼吸式的直接甲醇燃料电池构成较大功率的集成式电池堆，而且实现模块化，便于快速装配与拆卸；使各模块之间的串、并联连接更加方便、合理，更容易满足实际应用电压、电流及功率需求，能广泛应用于移动电源、车用电源等领域。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

图1是本实用新型所述的堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆的结构示意图。

图2是本实用新型所述的相邻二个电池单元之间周向错位0∽90度角度的堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆结构示意图

图3是图2所示堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆的正投影视图

具体实施方式