[发明专利]形成燃料电池层的方法

说明书

要求优先权

本申请要求2011年11月18日提交的名称为“形成燃料电池层的方法(METHODS OF FORMING FUEL CELL LAYERS)”的第61/561,647号美国临时专利申请的权益，该申请以其整体参考结合于此。

技术领域

本发明的主题涉及用于平面燃料电池阵列的制造的方法。

背景技术

例如燃料电池这样的电化学电池包括用于带电化学种类的运输的途径(pathway)。来自电化学反应的离子通过离子交换膜(例如，质子交换膜)运输，并且电子在邻近的燃料电池之间转移。在一些类型的电池中，用于质子传导性的路径(path)集成在燃料电池内，而用于电子传导性的路径在邻近的燃料电池之间产生以从燃料电池装置的正和负电连接部提供电路。

一类燃料电池结构(fuel cell architecture)正出现以用于微型燃料电池应用中，该应用包括在阵列中彼此相邻排列的邻近的燃料电池的薄层燃料电池结构。燃料电池阵列可以包括多个燃料电池，这些燃料电池具有在它们之间的电传导路径。存在对用于产生这样的燃料电池体系的改进的制造方法的需要。

发明内容

各个实施例提供一种用于在平面基板中形成电传导路径的方法。该方法包括获得和/或提供具有第一和第二主面(major face)和第一体积的平面基板。基板包括至少一个离子传导区域。该方法包括在平面基板的至少一个离子传导区域中形成至少一个孔(aperture)。孔在第一和第二面之间延伸。孔限定具有与第一体积实质上相同的第二体积的刺穿的平面基板。该方法还包括在刺穿的平面基板的孔中设置电传导材料，以提供在第一和第二面之间延伸的电传导路径。电传导路径密封到基板上，使得基板在第一和第二面之间是实质上气密的。

各个实施例提供一种用于在平面基板上形成电传导路径的方法。该方法包括获得和/或提供具有第一和第二主面的平面基板。基板包括至少一个离子传导区域。基板包括在平面基板的至少一个离子传导区域中制成至少一个孔。孔在第一和第二面之间延伸。在孔形成的过程中实质上没有移除基板。该方法包括在孔中设置电传导材料以提供包括电传导材料的电传导路径。电传导路径在第一和第二面之间延伸。电传导路径密封到基板上，使得基板在第一和第二面之间是实质上气密的。

各个实施例提供一种用于在平面基板上形成电传导路径的方法。该方法包括获得和/或提供具有第一和第二主面以及第一体积的平面离子传导基板(ion-conducting substrate)。基板包括至少一个离子传导区域。该方法包括在平面基板的至少一个离子传导区域中形成至少一个孔。孔在第一和第二面之间延伸。孔限定具有与第一体积实质上相同的第二体积的刺穿的平面基板。该方法包括在刺穿的平面基板的孔中设置电传导材料，以提供在第一和第二面之间延伸的电传导路径。平面基板包括：包含第一主面的上部第一体积，以及包含第二主面的下部第一体积。刺穿的平面基板包括：包含该第一主面并对应于上部第一体积的上部第二体积，以及包含第二主面并对应于下部第一体积的下部第二体积。第一上部体积与第二上部体积实质上相同。第一下部体积与第二下部体积实质上相同。电传导路径密封到基板上，使得基板在第一和第二面之间是实质上气密的。

在产生通过基板的传导路径的传统方法中，可以移除基板材料以形成孔口(orifice)，并且传导材料可以放置在孔口中，导致少量可能成问题的剩余基板材料。例如，剩余材料会在一个或多个点保持与基板的连接，引起不平坦或变形的表面。在另一示例中，剩余材料会堵塞或以其它方式妨碍工具或装置。在另一示例中，剩余材料会积累在基板上或机器上的其它位置，并且会导致各种问题。在一个示例中，基板的表面上的剩余材料会在压制步骤之后变得融合到基板表面上，消极地影响基板的性能。在产生通过基板的传导路径的另一传统方法中，可以利用例如激光消融这样的方法移除基板材料。然而，与激光处理关联的大量的热会消极地改变基板的局部性能，例如机械或电特性。