[发明专利]可局部控温控压的电热压合装置

说明书

技术领域

本发明有关于一种热压装置，特别有关于一种燃料电池模块的电热压合装置，可在热压过程中确实控制燃料电池模块表面局部温度与压力，进而提升膜电极组以及燃料电池模块的操作效能。

背景技术

如熟习该领域者所知，直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell，简称为DMFC)是一种利用甲醇作为燃料，透过电化学程序将化学能转换成电力的发电装置。与传统的发电方式相较，直接甲醇燃料电池具有低污染、低噪音、高能量密度以及较高的能量转换效率等优点，是具有前瞻性的干净能源，可应用的领域包括家用发电系统、不断电系统、电子产品、运输工具、军用设备、太空工业等。

直接甲醇燃料电池的运作原理是以甲醇水溶液在阳极触媒层进行氧化反应，产生氢离子(H⁺)、电子(e^-)以及二氧化碳(CO₂)，其中氢离子经由电解质传递至阴极，电子则经由外部电路传递至阴极，此时供给阴极端的氧气会与氢离子及电子在阴极触媒层进行还原反应，并产生水。燃料电池一般皆由数个基本单元所组成。由于每个基本单元所能提供的电压很小，因此在应用时必须串联多个基本单元，以达到所需要的操作电压输出。

在直接甲醇燃料电池的模块结构中，通常包括有集电片以及流道板，分别扮演着不同重要的角色，其中集电片负责收集电化学反应所产生的电子，而流道板则是负责燃料流动的分布与控制。流道板的部分主要着重在流道的设计，使燃料能够顺利通过流道，而流入膜电极组件(membrane electrodeassembly，MEA)。

目前的平板式直接甲醇燃料电池已发展至成熟实用阶段，且较过去燃料电池具有更高的操作效能以及较佳的可靠度。然而，平板式直接甲醇燃料电池模块仍存有一些缺点需要进一步克服及改进。

例如，在电池模块进行热压组装时，局部温度与压力的控制即显得相当关键，压合的温度太高或者压力过大都将影响到膜电极组件及燃料电池本身的操作效能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种创新的电热压合装置，特别适用在燃料电池模块的压合工艺中，可在热压过程中确实控制燃料电池模块表面局部温度与压力，进而提升膜电极组以及燃料电池模块的操作效能。

为达上述目的，本发明的较佳实施例披露一种用于燃料电池的可局部控温控压的电热压合装置，包含有一上治具，包含有一第一热压板、一第一冷却板以及一夹设于该第一热压板与该第一冷却板之间的第一断热材，其中该第一热压板内设有至少一第一通道，在该第一通道内设有一第一电热装置，而该第一冷却板包含有一可调整弹性系数的第一冷却头，其穿过该第一断热材以及该第一热压板；以及一下治具，包含有一第二热压板、一第二冷却板以及一夹设于该第二热压板与该第二冷却板之间的第二断热材，其中该第二热压板内设有至少一第二通道，在该第二通道内设有一第二电热装置，而该第二冷却板包含有一可调整弹性系数的第二冷却头，其相对应于该第一冷却头穿过该第二断热材以及该第二热压板，当进行压合时，该第二冷却头与该第一冷却头分别由相反方向压合并冷却一待压合模块上的同一个相对低温区域，该待压合模块为一燃料电池模块，而该相对低温区域为一膜电极组件区域。

根据上述方案，本发明的效果是显著的：本发明提供的电热压合装置，特别适用在燃料电池模块的压合工艺中，可在热压过程中确实控制燃料电池模块表面局部温度与压力，进而提升膜电极组以及燃料电池模块的操作效能。

附图说明

图1为依据本发明较佳实施例所绘示的电热压合装置的立体分解图。

图2为图1中电热压合装置的上治具的立体分解图。

图3为图1中电热压合装置的下治具的立体分解图。

图4A-4C为热压板内的电热装置布局示意图。

图5为本发明冷却头的剖面示意图。

图6为本发明承载盘的俯视图。

主要元件符号说明

1        电热压合装置  10       上治具

20       下治具        100      上方压板

102      冷却板        104      热压板

106      断热材        108      压合板

110      承载盘        122      冷却流体入口

124      冷却流体出口  126      冷却头

142      通道          144      感温线